[함께 읽는 과학도서] 천천히 곱씹으며 느리게 읽기 <지구의 짧은 역사> 3부

“ 아무튼 신다윈주의 종합의 요점은 집단유전학을 자연 선택, 따라서 시간의 흐름에 따른 진화적 변화의 근본 메커니즘으로 정립하는 것이었다. 그러나 집단유전학에 아주 결연하게 초점을 맞춤으로써, 심프슨은 지질학에서 나온 진화에 관한 핵심 교훈 하나를 빠뜨렸다. 지구는 역동적인 집단이 진화하는 수동적인 발판이 아니라는 것 말이다. 우리 행성 자체도 자신이 지탱하는 생물 집단 못지않게 역동적이다. 국지적이면서 일시적인 변화에서부터 지구 전체의 장기적인 변형에 이르기까지 다양한 규모에서 끊임없이 환경 변화가 일어나는 곳이다. 그리고 환경 교란으로 생물상이 단기적으로 급격한 충격을 받을 때, 종뿐 아니라 생태적 구조까지 붕괴할 수 있다. 집단유전학이 종 기원의 토대임은 분명하지만, 종의 존속은 흔히 지구의 환경 역동성에 좌우되곤 한다. 앞에서 여러 차례 언급했고 백악기 말의 사건이 명확히 보여주듯이, 현재 우리가 주변에서 보는 생물 다양성은 모든 면에서 집단유전학 못지않게 대멸종과 환경 변화의 산물이기도 하다. 신생대 지구에서 포유류가 다양하게 분화한 것은 집단유전학 덕분일 뿐 아니라, 백악기 말 격변에 공룡은 전멸한 반면 그들은 일부가 살아남은 덕분이기도 하다. ”

“ 종합하자면, 이런 암석들은 지구의 유년기에서 성숙기에 이르기까지의 발달 과정, 세균에서 우리에 이르기까지 생명의 진화라는 장엄한 이야기뿐 아니라, 아마 가장 원대한 이야기일 지구의 물리적 측면과 생물학적 측면이 서로 어떤 식으로 영향을 미쳐 왔는지도 들려준다. ”

“ 콘드라이트chondrite라는 몇몇 운석은 콘드룰chondrule이라는 밀리미터 크기의 둥근 알갱이로 이루어져 있는데, 행성 형성의 가장 초기 단계 때 이 작은 알갱이들이 서로 부딪쳐서 좀 더 큰 덩어리를 이루었다고 여겨진다(<그림1-2>). 콘드룰의 조성을 상세히 분석한 결과들은 이 견해와 들어맞는다. 콘드룰에는 태양계 원반이 식을 때 가장 먼저 응축된 칼슘, 알루미늄, 티타늄 광물뿐 아니라, 가까운 초신성에서 뿜어졌다가 나중에 태양계가 형성될 때 섞인 희귀한 알갱이들도 들어 있다. 콘드라이트 운석은 초기 태양계의 기록을 고스란히 보존하고 있을 뿐 아니라, 그 화학적 조성은 콘드라이트 운석 속 물질들이 지구 자체를 형성하는 데 주된 역할을 했음을 시사한다. ”

“ 150년도 더 전에 구스타프 로제가 한 것처럼 운석은 크게 콘드라이트chondrite와 아콘드라이트achondrite의 두 집단으로 나눌 수 있다. 콘드라이트라는 이름은 그 운석에 포함된 콘드룰chondrule이라는 구상체球狀體에서 유래했다. 콘드룰은 운석학계 밖의 사람들은 물론이고 심지어 지질학자에게도 낯선 물질인데, 이것은 운석 이외의 다른 곳에는 존재하지 않기 때문이다. 자세히 설명하자면 복잡하지만, 콘드룰은 기본적으로 밀리미터 단위의 둥근 암석으로, 한때 우주 공간에서 자유롭게 떠다니던 용융 상태의 작은 구상체였다. 콘드룰은 콘드라이트에서 상당한 비율을 차지하며(종종 80% 이상에 이를 정도로), 대다수 콘드라이트에서 맨눈으로 쉽게 식별할 수 있다. 반면에 아콘드라이트에는 콘드룰이 없다. 그 이유는 콘드룰이 녹아서 사라져버렸거나 애초에 그 운석에 아예 존재하지 않았을 수 있다. 어쨌든 아콘드라이트는 어느 시기에 녹았다가 대략 행성 비슷한 것이 된 행성체에서 떨어져 나온 파편이 우주를 떠돌다가 우리에게 날아온 것이다. ”

“ 어느덧 인공위성이, 인공적인 별이 우후죽순 밤하늘을 수놓는 인공우주(Anthropo-Cosmos) 시대가 열렸다. 더 이상 우주는 고요하지도 적막하지도 않은 공간이 된 것이다. 우주정거장은 물론이요 달과 화성 등 곳곳에서 모터가 돌아가고, 데이터를 송수신하는 기계음이 들려온다. 기계음 사이로 간간이 지구와 교신하는 사람들의 음성, 육성도 들려온다. 20세기 중반 최초에는 키릴 문자, 러시아어가 들려왔다. 언젠가부터는 압도적으로 로마 문자, 영어가 대세였다. 그런데 21세기에 들어서면서 커다란 변화가 일어나고 있다. 갈수록 자주 중국어가 들려온다. 하늘 밖 우주 곳곳에 아주 오래된 문자, 한자가 깊숙이 새겨지고 있다. 2016년은 21세기판 ‘스푸티니크 쇼크’에 빗댈 수 있는 해였다. 중국이 세계 최초로 양자과학위성을 쏘아 올린 것이다. 양자과학위성은 양자암호통신 기술을 탑재한 최첨단 인공위성이다. 양자역학의 세계는 우리의 일상 세계와는 전혀 다른 방식으로 작동한다. 광자와 전자 등 둘 이상의 양자가 특수한 관계로 결합하여 울림과 떨림과 얽힘의 신세계를 창발해간다. 이 양자통신 기술은 광자의 성질을 이용한 것으로, 어떠한 계산기로도 해독이 불가능하다. 원리적으로 감청과 도청을 할 수 없는 궁극의 통신 시스템인 것이다. 2016년 당시 양자통신이 가능한 거리는 144킬로미터에 그쳤다. 2017년 중국 베이징과 오스트리아 빈 사이에서 양자암호를 통한 화상 통신에 성공했다. 2020년에는 1120킬로미터까지 늘어났고, 2021년 1월 7일에는 무려 4600킬로미터 거리의 양자통신도 가능해졌다. 2020년과 2021년의 실험이 모두 국제 과학저널 <네이처>에 대서특필될 만큼 중국은 우주과학에서 초격차의 기술을 확보한 것이다. ”

“ 의미심장한 것은 이 양자과학위성의 이름이 ‘모쯔’, 즉 묵자(墨子)라는 점이다. 묵자가 누구인가. 제자백가 가운데서도 유독 비전(非戰)과 박애를 강조했던 춘추전국시대의 사상가다. 우주 굴기가 화평굴기의 연속선상에 있음을 은근히 암시한 것이다. 아울러 묵자는 철학자인 동시에 과학자, 그중에서도 특히 광학을 연구한 사람이었다. 빛과 양자의 관련성에 빗대어 묵자라는 이름을 붙인 것이다. 2025년에도 저 하늘 위에서 돌아가는 위성 가운데 지상과 양자암호를 주고받고 있는 위성은 오로지 묵자뿐이다. 10년 가까운 시간이 지났음에도 여전히 미국도 유럽도 실험 단계에 머물 뿐 발사하지는 못하고 있다. 그만큼 극도로 어려운 기술인 것이다. 양자 얽힘 상태를 유지하기 위해서는 극저온 환경과 정밀 광학 시스템이 필요하고, 발사 비용 또한 막대하다. 즉 군사, 안보, 외교 등 기밀 정보의 취급에서 가장 앞선 기술을 확보하고 있는 나라가 중국이라는 말이다. 양적으로도 중국은 앞서가고 있다. 우주로 쏘아 올린 위성의 발사 횟수에서 러시아는 물론이요 미국마저 앞지르고 있다. 2018년에는 38회 로켓을 발사하여 34회에 그친 미국을 제쳤다. 2019년에는 33회로, 27회에 머문 미국을 다시 앞질렀다. 일론 머스크의 스페이스X를 비롯한 미국 민간기업들이 우주 산업에 본격적으로 달려든 2020년대에는 재차 중국과 미국이 엎치락뒤치락 치열한 순위 다툼을 벌일 것으로 예상된다. 과연 2024년에는 스페이스X가 무려 138회의 로켓을 쏘아 올리면서 미국 전체(145회)를 이끌고 갔다. 반면 중국은 68회 가운데 중국항천과기집단공사(中國航天科技集團公司, CASC)가 57회로, 국가가 우주 기술을 주도한다. 즉 트럼프 2기 정부의 등장과 함께 애국주의 열풍이 거세게 불고 있는 최근 실리콘밸리의 분위기에서 보듯 민간기업 스페이스X가 앞장서서 중국에 맞서고 있는 것이다. ”