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세계가 놀란 ‘대단한 실험’

공기로 즉석 스테이크 만드는 마법 같은 ‘나노 세계’ 올까?

  • 이한음 과학평론가 lmgx@naver.com

공기로 즉석 스테이크 만드는 마법 같은 ‘나노 세계’ 올까?

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공기로 즉석 스테이크 만드는 마법 같은 ‘나노 세계’ 올까?

나노 입자가 혈액 내 적혈구 표면을 뚫고 들어가는 모습. 나노 입자는 세포에 스트레스를 줘 세포 자살을 유도할 수도 있다.

이 대목에서 클라크의 제2법칙이 제시된다. 제2법칙은 가능성의 한계를 알아보는 방법은 그 너머인 불가능의 세계로 좀 더 나아가보는 것뿐이라고 말한다. 우리가 아는 물리 법칙들이 불가능하다고? 어디 정말로 불가능한지 보자. 타임머신의 경우 내가 과거로 가게 되어 어쩌다가 내 할아버지가 죽게 된다면 나는 아예 존재할 수 없게 되는 셈이니, 나로 인해 할아버지가 죽게 된다는 말 자체가 모순이다. 이 역설 때문에 타임머신은 불가능하다.

그러나 들쑤시다 보면 불가능 속에서도 가능성을 찾아낼 수 있다. 평행우주가 있다고 가정하면 어떤 사건이 벌어질 때마다 그 일이 일어난 우주와 일어나지 않은 우주로 갈리게 된다. 할아버지가 죽은 우주도 있고 그렇지 않은 우주도 있고, 내가 태어난 우주도 있고 그렇지 않은 우주도 있다면 역설은 해결된다. 그렇다면 타임머신을 만들 수 있을까? 블랙홀과 화이트홀을 잇는 웜홀을 통해서? 우주를 구부려서?

우주 엘리베이터, 현실로?

답이 어떻든 간에 이렇게 불가능 속에서 가능성을 찾으려는 과학자는 얼마든지 있다. 특히 SF 작가들이 상상력을 발휘해 내놓은 제안들은 모험심 강한 과학자들의 도전 의욕을 자극하곤 했다. 클라크가 1979년 소설 ‘낙원의 샘’을 통해 대중화한 우주 엘리베이터는 적도 지표면에서 약 3만6000km 상공의 정지 궤도까지 케이블로 연결해 물자를 올려 보낸다는 구상이다. 이 아이디어는 19세기 말 처음으로 제기됐다. 파리의 에펠탑을 보고 착안했다는데 허황된 계획으로 치부됐을 것이 분명하다.

그런데 1990년대에 탄소 나노튜브가 발견되면서 이 구상의 실현 가능성이 진지하게 논의되기 시작했다. 엄청나게 튼튼하면서도 대단히 가벼운 탄소 나노튜브라면 우주 엘리베이터가 가능할 수 있다고 본 것이다. 그것이 실현 가능하다면 지구에만 적용될 이유가 없다. 달에도, 화성에도, 다른 행성에도 얼마든지 설치할 수 있다. 매우 저렴한 비용으로 우주 개발이 가능하다. 지구 궤도에 토성의 고리처럼 띠를 두를 수 있고, 소행성의 궤도도 바꿀 수 있다.



나노 기술의 제안자라고 할 수 있는 리처드 파인만과 에릭 드렉슬러는 현재 널리 통용되는 나노 기술이라는 말과 구분하기 위해 ‘분자 제조’라거나 ‘분자 나노 기술’이라는 말을 쓴다. 그들이 보기에 거시 세계에 속한 인류의 현 생산 방식은 너무 엉성하고 조잡하다. 간단한 물건을 하나 만드는 데도 여러 원료가 대량으로 쓰이며 필연적으로 쓰레기와 오염물질이 발생한다. 그것은 우리가 원자 하나하나를 조작하는 것이 아니기 때문이다.

우리가 자르고 붙이고 섞고 녹이고 부수는 조각, 알갱이, 액체, 기체는 이루 헤아릴 수 없이 많은 원자로 이뤄져 있다. 그중에는 우리가 원하는 식으로 배열하거나 반응하지 않는 것이 많다. 그런 것들은 틈새, 불순물, 결함, 오염을 일으킨다.

원자를 하나씩 조작할 수 있다면 어떻게 될까. 식물은 공기 중에서 이산화탄소를 골라 산소 원자를 떼어내버리고 탄소만 양분으로 이용한다. 그런 식으로 원자를 하나씩 골라 반응시키고 결합시켜 원하는 것들을 만들어내는 장치가 ‘만능 복제기’다.

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이한음 과학평론가 lmgx@naver.com
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