킵 손이 중력파에 평생을 건 이유

킵 손은 보이지 않는 떨림에 경력을 걸었다

킵 손이 평생을 건 신호는 눈에 보이지도, 귀에 들리지도 않았어요.

그가 쫓은 건 별빛이 아니었어요.
망원경으로 반짝이는 점을 찾는 일이 아니었죠.
우주가 아주 잠깐 구겨졌다가 펴지는 흔적을 찾는 일이었어요.

이걸 일상으로 바꾸면 이렇습니다.
지구 반대편에서 누군가 전화기 진동을 딱 한 번 울렸어요.
그런데 우리는 바다 소음 한가운데서 그 진동을 찾아야 해요.

킵 손은 그런 일을 진지하게 믿은 사람이에요.
블랙홀은 빛조차 빠져나오지 못할 만큼 중력이 강한 곳이에요.
당시에는 블랙홀과 중력파가 지금처럼 익숙한 과학 뉴스가 아니었어요.

그래서 이 분야에 경력을 거는 건 안전한 선택이 아니었어요.
보이는 별을 연구하는 길도 있었고, 이미 검증된 물리학도 있었어요.
하지만 손은 보이지 않는 떨림 쪽으로 걸어갔어요.

그가 붙잡은 질문은 단순했어요.
“우주가 흔들린다면, 그 흔들림도 언젠가는 잡을 수 있지 않을까?”

여기서 중요한 건 용기보다 집요함이에요.
과학자는 보통 보이는 증거를 따라가요.
그런데 킵 손은 아직 잡히지 않은 증거가 올 자리를 먼저 파기 시작했어요.

아인슈타인의 예측은 100년 동안 실험실 밖에 있었다

아인슈타인은 중력파를 계산했지만, 아무도 그것을 잡을 손을 갖고 있지 않았어요.

알베르트 아인슈타인은 1916년 무렵, 일반상대성이론에서 중력파를 예측해요.
일반상대성이론은 중력을 물체가 서로 잡아당기는 힘만으로 보지 않아요.
무거운 것이 공간과 시간을 휘게 만든다는 생각이에요.

비유하면 이렇습니다.
침대 매트리스 위에 볼링공을 올리면 가운데가 움푹 꺼지죠.
그 근처에 작은 구슬을 굴리면 구슬은 볼링공 쪽으로 휘어져 가요.

아인슈타인이 본 우주는 그런 매트리스에 가까웠어요.
그리고 아주 무거운 것들이 격렬하게 움직이면, 그 매트리스에 물결이 퍼질 수 있다고 본 거예요.
그 물결이 바로 중력파예요.

그런데 계산과 검출은 전혀 다른 일이었어요.
지도를 먼저 받은 셈이에요.
하지만 그 지도를 따라갈 자동차가 100년 가까이 없었던 거죠.

여기서 반전이 생겨요.
천재의 방정식은 이미 있었어요.
하지만 인류의 손끝은 아직 너무 둔했어요.

그래서 중력파는 오랫동안 종이 위에 머물렀어요.
수식 속에서는 움직였지만, 실험실에서는 잡히지 않았어요.
킵 손 같은 사람들이 필요했던 이유가 바로 여기에 있어요.

그들은 “방정식이 맞다면, 우주 어딘가에서 신호는 오고 있을 거야”라고 봤어요.
하지만 그 신호는 커다란 종소리가 아니었어요.
거의 아무 일도 일어나지 않은 것처럼 지나가는 떨림이었어요.

LIGO는 원자보다 작은 변화를 찾는 기계였다

LIGO가 찾은 것은 폭발의 소리가 아니라, 거의 움직이지 않은 거울의 침묵이었어요.

LIGO는 중력파를 찾기 위해 만든 거대한 장비예요.
이름은 레이저 간섭계 중력파 관측소라는 뜻이에요.
쉽게 말하면, 레이저로 아주 작은 거리 변화를 재는 기계예요.

LIGO에는 4km 길이의 팔 두 개가 있어요.
두 팔은 서로 직각으로 뻗어 있어요.
마치 땅 위에 거대한 ㄴ자를 눕혀 놓은 것처럼요.

레이저 빛은 이 긴 팔을 따라 움직여요.
끝에는 거울이 있어요.
중력파가 지나가면 공간 자체가 살짝 늘었다 줄었다 하면서 두 팔의 길이에 아주 작은 차이를 만들 수 있어요.

그런데 그 차이가 말도 안 되게 작아요.
원자보다 훨씬 작은 변화예요.
거대한 경기장 전체가 머리카락 굵기의 극히 작은 일부만큼 움직였는지 확인하는 일에 가까워요.

여기서 이상한 느낌이 들어야 해요.
우주에서 가장 격렬한 사건이 지구에 남긴 흔적이 고작 그 정도라니요.
블랙홀끼리 충돌하는 사건인데, 지구에서는 거의 움직이지 않은 거울만 보고 알아채야 해요.

그래서 LIGO는 힘센 기계가 아니라 예민한 기계예요.
망치가 아니라 청진기에 가까워요.
그것도 우주의 가슴에 직접 대는 청진기가 아니라, 먼지와 진동과 소음 사이에서 간신히 맥박을 듣는 청진기예요.

킵 손이 밀어붙인 일의 난도가 여기에 있어요.
“큰 사건이면 큰 흔적이 남겠지”라는 상식이 통하지 않았어요.
큰 사건일수록 너무 멀리서 왔고, 그래서 흔적은 거의 사라질 듯 작았어요.

2015년 두 블랙홀이 킵 손의 기다림을 끝냈다

2015년 9월 14일, 킵 손이 기다린 우주의 편지가 지구에 도착했어요.

그 편지는 종이에 쓰여 있지 않았어요.
빛으로 온 것도 아니었어요.
약 13억 년 전, 두 블랙홀이 합쳐지며 만든 중력파가 LIGO에 닿은 거예요.

이 신호에는 이름도 붙어요.
GW150914예요.
2015년 9월 14일에 잡힌 중력파라는 뜻이에요.

생각해보면 이상한 편지예요.
13억 년 동안 우주를 건너왔어요.
봉투 안에는 별의 탄생이 아니라, 두 블랙홀이 하나로 사라지는 순간의 기록이 들어 있었어요.

인간이 만든 장비가 처음 들은 중력파는 별빛의 노래가 아니었어요.
두 블랙홀이 마지막으로 남긴 짧은 울림이었어요.
보이지 않는 것이 보이지 않는 방식으로 도착한 셈이에요.

그 순간, 킵 손의 오래된 질문은 방향을 바꿔요.
“잡을 수 있을까?”에서 “이제 무엇을 더 들을 수 있을까?”로요.
그제야 중력파는 이론의 손님이 아니라 관측의 언어가 됩니다.

2017년, 킵 손은 레이너 와이스, 배리 배리시와 함께 노벨물리학상을 받아요.
레이너 와이스는 LIGO의 핵심 아이디어를 구체적인 장비로 밀어붙인 물리학자예요.
배리 배리시는 거대한 실험을 실제로 굴러가게 만든 과학 행정과 조직의 사람에 가까워요.

노벨상은 마지막 장면처럼 보이지만, 사실은 시작 장면에 가까워요.
그날 이후 인류는 우주를 보는 방법을 하나 더 얻었어요.
빛으로 보는 우주가 아니라, 흔들림으로 듣는 우주예요.

킵 손이 평생 붙잡은 건 거대한 확신이 아니었을지도 몰라요.
아주 작은 떨림 하나였을 거예요.
그 떨림이 13억 년을 건너와 지구의 거울을 살짝 건드린 날, 우리는 처음으로 우주가 구겨지는 소식을 들은 셈 아닐까요?