우주만물은 원자로 되어 있다 / 우리 몸도 원자로 되어 있다

 

 

 

핵전쟁이나 소행성 충돌 등에 의해 人類가 滅亡할 危機에 처했다고 想像해 보자. 인류는 혹시라도 살아남을 우리 後孫을 위해   가장 重要한 科學 事實 하나를 특수 합금에 새겨 지구 곳곳에 남기기로 했다. 과연 거기에는 어떤 內容을 새겨 넣어야 할까?

 

 

 

 

 

“世上 萬物은 原子로 되어 있다.” 20세기의 위대한 물리학자 파인만의 답이다. 그런데 좀 이상하다. 누군가는 이렇게 반문할지도 모른다. "겨우 원자라고? 웬만한 초등학생도 아는 시시한 내용이 뭐가 그렇게 대단해?" 하지만 과연 우리는 世上이 原子로 되어 있다는 것이 무슨 意味인지 정말 제대로 잘 알고 있는 것일까?   世上에는 참 많은 것들이 있다. 사람이나 강아지, 풀, 나무, 혹은 아메바나 독감 바이러스, 바위, 쇠, 물, 공기, 달, 태양, 그리고 宇宙 저 멀리 있는 銀河에 이르기까지.   世上이 原子로 되어 있다는 것은 이런 多樣한 것들이 事實은 모두 같은 基本 質料로 이루어져 있음을 意味한다. 그리고 더 나아가 그런 基本 物質들이 끊임없이 交換되고 있음을 뜻한다.     조금 더 具體的으로 우리 몸을 생각해 보자. 우리의 몸도 原子로 되어 있다. 개수를 세어 보면 1028(억의 억의 조) 개에 달하는 原子들의 集合이 바로 우리 몸인 것이다. 이 많은 原子는 수소(H), 산소(O), 탄소(C) 等等 얼마 안 되는 종류로 나눌 수 있다.

 

 

 

그리고 예를 들어 水素로 분류된 그 수많은 原子는 (소위 동위원소라는 것을 제외한다면) 서로 조금도 다르지 않고 完全히 같은 性質을 가지고 있다. 사람을 남자와 여자로 구분하긴 하지만 그렇다고 해서 모든 남자가 똑같은 것은 아니다. 또 아무리 공장에서 기계로 찍어낸 상품이라 해도 완전히 똑같진 않다. 하지만 原子들은 그 많은 水素가, 혹은 酸素가 서로 조금도 다르지 않다. 어떻게 그럴 수 있을까? 어찌 보면 당연해 보이지만 생각해 보면 막상 쉬운 답변이 떠오르지 않을 것이다. 事實 이에 대해 答하려면 量子力學이 필요하다.

 

 

 

 

우리 몸의 이루는 수많은 原子들은 어디서 왔을까? 우리가 자라면서 저절로 우리 몸에서 原子가 불어난 것일까? 물론 그렇지 않다. 아마 大部分은 우리가 먹은 飮食이 消化過程을 거쳐 우리 몸이 된 것일 것이다. 卽, 飮食을 構成하고 있던 原子가 우리 몸의 一部가 된 것이다. 그리고 飮食의 原子는 빗물, 흙, 공기 햇빛 비료 혹은 微生物에서 왔을 것이다. 이런 式으로 따져보면 조금 기분 나쁜 상상이긴 하지만 우리 몸의 原子는 바퀴벌레나 아메바의 일부이었을 수도 있다. 물론 더 오래 前에는 아인슈타인이나 뉴턴의 몸을 이루고 있었을 수도 있고 더 以前에는 宇宙를 배회하다가 혜성이 되어 地球로 떨어졌을 수도 있다. 이처럼 原子는 완벽한 同一性으로 因해 그 以前에 어디서 무엇을 하고 있었든지 關係없이 수많은 곳을 돌고 돌며 각자의 역할을 수행한다.

 

 

 

 

 

 

그런데 일단 어떤 原子가 우리 몸이 되면 우리가 죽을 때까지 계속 남아 있는 것일까? 물론 一部는 우리가 살아 있는 동안에도 대소변, 땀, 눈물 등으로 밖으로 배출될 것이다. 하지만 뼈나 근육을 구성하고 있는 原子는 어떨까? 피나 神經, 心臟이나 腦는 어떨까? 대부분의 原子는 일단 우리 몸이 되면 죽을 때까지 계속 우리 몸을 이루고 있지 않을까?  '나'를 이루고 있는 原子의 대부분이 계속 ‘나’로 남아 있어야 '나'의 정체성이 유지되지 않을까?   놀랍게도 學者들의 硏究에 따르면 우리 몸을 이루고 있는 原子는 98%가 1年 안에 다른 原子에 依해 交替된다. 原子의 交替 週期는 身體 部位마다 다르다. 腦細胞의 一部와 心臟 筋肉 一部, 눈 수정체의 一部分은 태어났을 때의 原子가 그대로 유지되지만 다른 조직이나 기관의 원자는 모두 바뀐다. 細胞 全切가 바뀌는 期間으로 보면 內腸 表面의 上皮細胞는 5일, 皮膚는 2주, 피 속의 赤血球는 120일마다 바뀐다. 肝은 1-2년 정도면 모두 교체되고 뼈는 10년, 근육이나 내장도 15~16년이면 모두 교체된다. 細胞 全切가 교체되지 않더라도 細胞 內의 原子들은 끊임없이 바뀐다. 結局 나이 지긋한 어르신들도 實際 原子의 나이로 따지면 어린아이와 크게 다르지 않다는 것이다.     우리 宇宙는 지금부터 137억 년 전 대폭발로 시작되었다. 宇宙 誕生 瞬間에는 原子가 存在할 수 없었다. 宇宙가 너무 뜨거웠기 때문이다. 原子가 생겨나려면 宇宙가 탄생한 後 적지 않은 시간이 지나야 했다. 그 동안 宇宙에는 빛과 中性子 電子, 陽性子 그리고 가벼운 原子核도 만들어졌지만 이들이 마구 뒤엉켜 플라즈마 상태에 있었다.

 

 

 

38萬 年이 지나면서 드디어 宇宙가 충분히 팽창하고 溫度도 많이 떨어져 原子가 誕生한다. 플라즈마에서 빛이 分離되면서 原子核이 電子와 結合하여 수소, 헬륨 등 가벼운 原子가 만들어지는 것이다. 時間이 조금 더 지나면서 이들이 重力에 의해 이곳 저곳에 모여들어 太陽과 같은 별들을 만들기 始作한다. 별의 內部에서는 엄청나게 높은 溫度와 壓力으로 무거운 原子核이 만들어진다.   우리 몸의 大部分을 차지하는 산소, 탄소 등의 原子核은 모두 이렇게 宇宙 어딘가에 있는 뜨거운 별에서 만들어진 것이다. 별은 보통 數億 年에서 水十億 年 동안 살다가 마지막에 크게 부풀어 폭발하며 原子核들을 宇宙空間에 放出한다. 그리고 이 原子核들은 宇宙 空間의 어딘가에서 電子와 만나 原子가 된다. 이 原子들은 다시 모여 별을 만들거나 地球와 같은 行星을 만든다. 地球의 일부가 된 原子들은 다시 水十億 年의 歲月을 거치면서 때로는 바위나 구름이 되고 때로는 미생물이나 공룡이 된다. 때로는 나무가 되기도 하고 때로는 흙 속에 있다가 現在 우리 몸에 잠깐 머무르는 것이다. 그리고 이들은 얼마 後 우리 몸을 빠져나가 내 친구의 몸에 들어가기도 하고 바다로 흘러가기도 할 것이다. 各各의 原子들은 永劫의 歲月 동안 離合集散을 거듭하며 各者의 旅行을 계속할 것이다.

 

 

 

 

 

 

 

이렇듯 現在 우리 몸을 이루고 있는 原子는 우리와 함께 있다가 같이 사라지는 것이 아니다. 오히려 原子의 立場에서 볼 때 우리 몸은 잠깐 머물다 가는 刹那의 旅行地에 불과하다. 그럼 ‘나’는 무엇일까? 우리 몸을 構成하고 있는 수많은 原子들의 集合을 ‘나’로 定義할 수 있을까? 거울에 보이는 내 얼굴, 내 목소리, 그리고 나만 알고 있는 비밀스런 추억은 어디에 있는 것일까? 이 世上이 原子로 되어 있다는 것은 정말 놀라운 일이 아닌가? 내 몸이 原子로 되어 있다는 사실이 정말 놀랍지 않은가?

 

 

가져온 곳 : 

카페 >마인드스테이

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글쓴이 : 행변(行變)| 원글보기