갈릴레오 갈릴레이 망원경과 지동설, 2천 년 상식에 맞선 이야기

당신이 알고 있는 그 장면, 사실은 틀렸다

역사 시간에 한 번쯤 들어보셨을 겁니다. 종교재판에서 유죄를 선고받은 늙은 과학자가 법정을 나서며 땅을 발로 쿵 구르고 중얼거립니다.

"그래도 지구는 돈다(Eppur si muove)."

영화라면 여기서 웅장한 음악이 깔리겠죠. 그런데 이 멋진 장면, 실제로 일어났을까요?

안타깝게도 증거가 없습니다. 이 말이 처음 기록에 등장한 건 갈릴레오가 세상을 떠나고도 100년이 넘은 뒤였거든요. 누군가가 "이 정도 인물이면 이런 말쯤은 했을 거야"라고 상상해서 덧붙인 것일 가능성이 큽니다.

그런데 재미있는 건, 이 말이 진짜든 가짜든 상관없다는 점입니다. 갈릴레오의 진짜 이야기는 이 한마디보다 훨씬 더 드라마틱하니까요.

그는 망원경 하나 들고 2천 년 동안 아무도 의심하지 않던 상식에 정면으로 도전한 사람이었습니다. 그 이야기를 처음부터 해볼까요?

피사의 사탑에서 공을 떨어뜨린 남자

갈릴레오가 태어나기 약 2천 년 전, 고대 그리스에 아리스토텔레스라는 엄청나게 유명한 철학자가 살았습니다. 그는 이런 주장을 했어요.

"무거운 물건은 가벼운 물건보다 빨리 떨어진다."

얼핏 맞는 말 같지 않나요? 볼링공과 깃털을 동시에 떨어뜨리면 볼링공이 먼저 바닥에 닿잖아요. 그래서 2천 년 동안 유럽의 거의 모든 학자들이 이 말을 진리로 받아들였습니다.

여기서 중요한 게 있습니다. 아리스토텔레스 시대에는 "직접 실험해보자"라는 발상 자체가 드물었어요. 똑똒한 사람이 논리적으로 생각해서 내린 결론이면 그게 곧 진리였거든요. 학교에서 선생님이 "이건 이래" 하면 아무도 "진짜요? 제가 해볼게요" 하지 않는 것과 비슷합니다.

갈릴레오는 달랐습니다. 그는 1589년, 피사 대학의 젊은 수학 교수였어요. 전설에 따르면 그는 피사의 사탑 꼭대기에 올라가 무게가 다른 두 개의 공을 동시에 떨어뜨렸습니다.

결과는? 두 공이 거의 동시에 바닥에 닿았습니다.

사실 이 유명한 피사 실험도 정말 있었는지는 확실하지 않습니다. 하지만 갈릴레오가 경사면 실험 등 다양한 방법으로 같은 사실을 증명한 건 분명합니다. 공기의 저항만 없다면, 무거운 것이든 가벼운 것이든 같은 속도로 떨어진다는 것을요.

볼링공과 깃털이 다르게 떨어지는 건 무게 때문이 아니라 공기 저항 때문이었던 겁니다. 마치 수영장에서 날씬한 사람과 큰 튜브를 끼고 있는 사람이 다른 속도로 움직이는 것과 같아요. 물의 저항이 다르니까요. 물건 자체의 "떨어지려는 힘"이 다른 게 아니었습니다.

이게 왜 대단하냐고요? 2천 년 동안 "당연히 그렇지"라고 생각하던 걸 뒤집었으니까요. 그것도 복잡한 수학이 아니라 "직접 해봤더니 아닌데?"라는 단순한 방법으로요.

장난감 망원경이 우주의 문을 열다

1609년, 갈릴레오에게 흥미로운 소문이 들려옵니다. 네덜란드에서 어떤 안경 만드는 사람이 신기한 물건을 만들었다는 거예요. 두 개의 렌즈를 튜브에 끼우면 멀리 있는 것이 가까이 보인다는 겁니다.

망원경이었습니다. 하지만 당시 이건 과학 도구가 아니었어요. 그냥 신기한 장난감이었습니다. 먼 곳의 배가 보인다며 항구에서 구경거리로 쓰는 정도였죠.

갈릴레오는 이 장난감을 직접 만들어보기로 합니다. 그런데 그냥 따라 만든 게 아니에요. 렌즈를 갈고 또 갈아서 배율을 3배에서 20배까지 끌어올렸습니다. 원래 물건보다 성능이 몇 배나 좋아진 거죠.

그리고 그는 모두가 하지 않은 일을 합니다. 이 망원경을 하늘로 돌린 겁니다.

그가 본 것들은 충격적이었습니다.

달은 완벽한 구슬이 아니었습니다. 울퉁불퉁한 산과 분화구가 가득했어요. 당시 사람들은 하늘의 모든 것은 완벽하고 매끄럽다고 믿었거든요. 달에 구덩이가 있다는 건, 쉽게 말해 "천국에 먼지가 쌓여 있다"는 것만큼이나 충격적인 발견이었습니다.

목성 옆에 작은 점 네 개가 보였습니다. 며칠에 걸쳐 관찰하니, 이 점들이 목성 주위를 빙빙 돌고 있었어요. 목성의 위성이었습니다. 이건 정말 큰 문제였어요.

왜냐하면, 당시 공식적인 우주관은 이랬거든요. "모든 것은 지구를 중심으로 돈다." 태양도, 달도, 별도 전부 지구 주위를 돕니다. 그런데 목성의 위성은 지구가 아니라 목성 주위를 돌고 있었어요. 세상 모든 것이 지구를 중심으로 도는 게 아니라는 증거가 눈앞에 나타난 겁니다.

갈릴레오는 이 발견들을 『별의 전령(Sidereus Nuncius)』이라는 책으로 출판합니다. 유럽 학계가 발칵 뒤집혔습니다.

교회는 왜 그토록 화가 났을까

여기서 잠깐, 당시 상황을 이해해야 합니다.

요즘은 "지구가 태양 주위를 돈다"고 하면 아무도 놀라지 않아요. 초등학생도 아는 사실이니까요. 그런데 1600년대에 이 말은 단순한 과학 이론이 아니었습니다.

비유를 하나 들어볼게요.

학교에 교장 선생님이 계십니다. 교장 선생님은 30년 동안 "우리 학교 교칙은 이렇다"고 가르쳐 왔어요. 학생들도, 다른 선생님들도 모두 이 교칙을 따릅니다. 그런데 어느 날 한 학생이 손을 들고 말합니다.

"선생님, 제가 직접 확인해봤는데 그 교칙 틀렸어요."

교장 선생님이 기분 좋을까요? 아마 아닐 겁니다.

가톨릭 교회는 당시 유럽에서 교장 선생님보다 훨씬 강력한 존재였습니다. 교회는 성경을 근거로 지구가 우주의 중심이라고 가르쳤어요. 이건 단순한 과학적 주장이 아니라, 신이 인간을 특별하게 만들었다는 믿음의 핵심이었습니다. 지구가 중심이 아니라면? 인간이 그렇게 특별하지 않을 수도 있다는 뜻이 되니까요.

게다가 당시는 종교개혁의 여파로 교회의 권위가 흔들리던 시기였습니다. 마틴 루터가 "교회가 틀렸다"고 외친 지 100년도 안 된 때였거든요. 교회 입장에서는 또 누군가가 "당신들 틀렸어"라고 하는 걸 도저히 참을 수 없었습니다.

1616년, 교회는 갈릴레오에게 경고합니다. "지동설을 사실이라고 주장하지 마라."

갈릴레오는 한동안 조용히 지냅니다. 하지만 1632년, 그는 참지 못하고 다시 책을 씁니다. 『두 가지 주요 세계 체계에 관한 대화』라는 제목이었어요. 형식은 세 사람의 대화인데, 지구 중심설을 주장하는 인물의 이름이 "심플리치오(Simplicio)", 즉 "바보"에 가까운 뜻이었습니다.

교회가 가만히 있었을까요? 당연히 아닙니다.

1633년, 갈릴레오는 로마의 종교재판소에 끌려갑니다. 당시 그의 나이 69세. 재판 결과, 그는 지동설을 공개적으로 철회해야 했습니다. 그리고 남은 생을 가택 연금 상태로 보냅니다.

지금 우리 눈에는 억울해 보이지만, 당시 기준으로는 오히려 관대한 처벌이었어요. 같은 주장을 한 조르다노 브루노라는 학자는 30여 년 전에 화형을 당했거든요.

갈릴레오가 남긴 진짜 유산

갈릴레오는 가택 연금 중에도 연구를 멈추지 않았습니다. 시력을 잃어가면서도 운동과 힘에 관한 책을 완성했어요. 그리고 1642년, 77세의 나이로 세상을 떠납니다.

재미있는 건, 같은 해에 아이작 뉴턴이 태어났다는 점입니다. 마치 바통을 넘겨주듯이요.

갈릴레오의 진짜 유산은 "지구가 돈다"는 사실 그 자체가 아닙니다. 사실 지동설은 갈릴레오보다 먼저 코페르니쿠스가 주장했거든요.

갈릴레오가 정말로 바꾼 건 사람들이 세상을 이해하는 방법입니다.

그 전까지 진리를 찾는 방법은 이랬어요. 옛날의 위대한 학자가 뭐라고 했는지 찾아본다. 끝.

갈릴레오 이후에는 이렇게 바뀝니다. 가설을 세운다. 실험한다. 결과를 본다. 결과가 가설과 다르면 가설을 버린다.

"누가 말했느냐"가 아니라 "직접 확인했느냐"가 중요해진 겁니다.

이걸 우리는 과학적 방법이라고 부릅니다. 이 방법이 얼마나 강력한지, 한번 생각해보세요.

여러분의 주머니 속 스마트폰에는 GPS가 들어 있습니다. GPS 위성은 아인슈타인의 상대성이론으로 시간을 보정하는데, 그 상대성이론은 갈릴레오가 시작한 "직접 실험하고 확인하자"는 전통 위에 세워진 겁니다.

백신을 맞기 전에 임상시험을 하는 것도 같은 정신입니다. "유명한 의사가 효과 있다고 했으니까"가 아니라 "수천 명에게 직접 테스트해서 데이터로 확인했으니까" 신뢰하는 거예요.

일기예보를 볼 때도 마찬가지입니다. 기상청은 "하늘의 뜻"이 아니라 위성 데이터와 수학 모델로 날씨를 예측합니다.

갈릴레오가 살았던 시대에서 400년이 지났습니다. 하지만 그가 던진 질문은 여전히 유효합니다.

"정말 그런가? 직접 확인해봤나?"

이 한 문장이, 미신의 시대를 끝내고 과학의 시대를 열었습니다. 그리고 그 정신은 지금 이 순간에도, 전 세계의 실험실과 병원과 연구소에서 계속되고 있습니다.

갈릴레오가 "그래도 지구는 돈다"고 정말 말했는지는 모릅니다. 하지만 확실한 건 있습니다.

그가 그 말을 할 자격이 있는 사람이었다는 것.