[천문학 칼럼 385회] 톱쿼크의 허구에 대하여 2편

우주에 관한 왜곡된 정보는 인류사회에 공포와 허무감을 조성하며 막대한 경제적 피해를 끼친다. 그 왜곡된 정보는 과학이라는 명분으로 잘 포장되어 언론을 통해 유포되며, 인류에게 공포와 허무감을 줄뿐만 아니라, 45조원 이상의 막대한 경제적 피해까지 끼치고 있는 것이다. 아울러 그 왜곡된 정보의 비과학적 실체를 밝히는 것은, 인류문명의 완성을 위해 매우 중요하다.

연합뉴스에 다음과 같은 기사가 실렸다.

'톱 쿼크'가 왜 중요하고 이제야 발견 됐나

1994년 4월 28일 연합뉴스

(편집자註: 다음기사는 최근의 AP.로이터.AFP.UPI 등 주요 외신들을 종합해 재구성한 것입니다. 핵심 내용들은 '톱 쿼크' 발견을 주도한 과학자와 국제적으로 권위 있는 관련학자들의 말을 인용했습니다)

(서울=聯合) 林敏秀기자=최근 톱 쿼크(一名 t-쿼크)의 발견은 「최후의 미확인 궁극입자를 찾아낸 것」이자 「인간 理性의 승리」임을 뜻한다.
만일 이것이 사실로 최종 확인되면 인간은 이제 시간과 물질과 우주 등의 제반 자연현상을 알 수 있는 기반을 갖추게 됐음을 의미한다. (AP통신 과학전문기자 린드시 태너).
또 t-쿼크 발견은 인간이 물질의 근원을 이해하는 마지막 퍼즐조각을 찾아낸 것으로 끝내 발견되지 않았다면 지난 30년간에 걸쳐 인류가 정교하게 가다듬어온 물리와 우주에 대한 이론들이 모두 허사로 돌아갔을 것이다 (한스 베스 美 코넬大 교수. 노벨 물리학상 수상자).
주요 과학자들은 이번 발견이 "현대 물리학의 새로운 이정표를 세운 것"이란 평가를 서슴지 않으면서 소립자 분야에 관한 지금까지의 예측과 계산이 정확히 맞아 떨어졌고 향후 새로운 도약도 할 수 있게 됐다며 일제히 환호하는 반응을 보였다.
t-쿼크는 그나마 비교적 쉽게 발견된 다른 5개의 쿼크들과는 달리 존재하는 것은 분명히 추정되면서도 좀처럼 찾기지 않던 소립자로서 1977년 단짝인 b-쿼크가 5번째로 밝혀진지 17년만에 발견된 것이다.
그동안 미국, 캐나다, 이탈리아, 일본, 대만 등의 과학자 4백40명이 세계 최대 규모이자 소립자연구의 산실인 美국립 페르미 입자가속기연구소(시카고 교외소재. 약칭 페르미연구소)에 모여 수십억 달러의 자금을 써가며 t-쿼크 입자를 찾는 작업에 매달려왔다.
쿼크를 연구하려면 무엇보다 입자가속기가 있어야 한다. 쿼크들이 강한 힘으로 한데 결합된 양자와 중성자를 깨뜨리자면 이를 빛에 가까운 빠른 속도 가속시켜 서로 충돌하게 만드는 장치가 있어야 되기 때문이다.
페르미연구소(FERMILAB)에는 지하터널 형태로 된 총연장 6.4㎞의 원형 입자가속기 에반트론(EVANTRON)이 있다. 충돌직후 극히 짧은 순간만 나타나는 쿼크를 포착하는데 사용되는 관측장비는 어지간한 집채만하고 무게도 5톤이 넘는다.
t-쿼크가 그토록 오랜 기간 과학자들의 애를 태우며 정체를 드러내지 않았던 이유가 이제야 비로소 밝혀졌다.
이것은 17년 전 발견된 단짝인 b-쿼크보다 무려 35배나 무겁고 지금까지 관찰된 어떤 소립자보다 무거운 것(질량이 큰 것)이었다. 이것은 원자중에서도 무거운 금의 질량과 비슷한 정도다 (앨런 와인스타인 캘리포니아工大 물리학 교수).
질량이 크면 클수록 결합력도 그만큼 강해 분리하는데 많은 에너지가 들고 찾아내기도 어렵다. 과학자들은 이번에 에반트론 가속기에 '태초의 대폭발(빅뱅)'을 작게나마 재현하는 막대한 에너지를 사용해 양자와 反양자를 서로 충돌시켜 t-쿼크를 찾아냈다.
그러나 마지막 미확인 소립자인 t-쿼크가 발견됐다고 해서 물질에 대한 모든 의문이 풀리지는 않았다. 또다른 차원의 의문이 남는다.
왜 하필 t-쿼크만 그렇게 얼토당토않게 무거운가. 이것은 마치 집을 지을 때 5개까지는 벽돌을 쌓고 6번째는 납덩이를 쌓아올리는 것과 같은 격이다 (주디 잭슨 페르미연구소 대변인).
또 양자-反양자의 충돌 후 흩어져 나온 소립자의 질량은 원래 충돌입자의 질량보다 오히려 더 컸다. 이것은 마치 테니스 공 2개가 부딪친 뒤 볼링공이 튀어나온 꼴과도 같다 (잭슨 대변인).
이러한 현상은 질량의 정체와 관계있는 것으로만 막연히 추정될 뿐 현재로선 어떤 이론으로도 아직 확인되지 않고 있다 (와인스타인 교수).
다만 장차 발견될지도 모르는 소립자탐색 유도用인 '힉스 입자'가 이 같은 의문을 풀 수 있을지도 모른다는 짐작만 있을 뿐이다.
한편 페르미연구소 측은 t-쿼크가 사실상 지난해 6월에 처음 나타났으며 지금까지 확인과정을 거쳤으나 아직 충분한 물증은 확보하지 못했다고 밝히고 '수개월' 뒤에는 보다 구체적인 물증으로 최종확인 발표를 할 수 있을 것이라고 말했다.
이번 연구결과는 물리학계의 권위 있는 학술지인 '피지컬 리뷰'에 게재된다.

기사 내용에 대한 진실:

2,335. 기사는 다음과 같이 주장한다.

최근 톱 쿼크(一名 t-쿼크)의 발견은 「최후의 미확인 궁극입자를 찾아낸 것」이자 「인간 理性의 승리」임을 뜻한다.

- 그 입자는 찾아낸 것이 아니라, 입자가속기에서 인공적으로 생성된 것이다.

그런즉, 입자가속기에 양성자와 반양성자의 충돌과 같은 에너지를 제공하지 않으면, 입자가속기에서는 영원히 그 입자가 생겨날 수 없으며 확인할 수도 없다.

그런즉, 톱 쿼크를 발견한 것은 인간승리가 아니라, 우주의 진실을 더욱 왜곡함으로서 인간의 의식을 모호하게 만드는 결과를 초례했다. 이 진실을 물리적 증거로 반론할 수 있는가?

2,336. 기사는 다음과 같이 주장한다.
만일 이것이 사실로 최종 확인되면, 인간은 이제 시간과 물질과 우주 등의 제반 자연현상을 알 수 있는 기반을 갖추게 됐음을 의미한다.

- 톱 쿼크의 등장으로 인간은 물질과 우주 등의 제반 자연현상을 알 수 있는 기반을 갖추게 된 것이 아니라, 인류의 의식은 더 깊은 착각의 수렁에 빠지게 되었다.

실지 톱 쿼크로 이루어진 물질은 자연 상태의 우주에 단 한 개도 존재하지 않는데, 거짓말도 자꾸 듣다 보면 진실이 된다는 말과 같이 최면상태에 빠져버린 것이다.

이 진실을 물리적 증거로 반론할 수 있는가?

2,337. 기사는 다음과 같이 주장한다.
또 t-쿼크 발견은 인간이 물질의 근원을 이해하는 마지막 퍼즐조각을 찾아낸 것으로 끝내 발견되지 않았다면, 지난 30년간에 걸쳐 인류가 정교하게 가다듬어온 물리와 우주에 대한 이론들이 모두 허사로 돌아갔을 것이다.

- t쿼크 발견은 인간이 물질의 근원을 이해하는 마지막 퍼즐조각을 찾아낸 것이라고 하는데, 15년이 지금까지도 인류는 물질의 근원을 찾지 못하고 있다. 결국 t쿼크 발견은 인류를 15년 동안이나 착각 속에 방황하게 하는 결과를 초례했을 뿐이다.

정말로 우리에게 중요한 것은 이론이 아니라, 눈으로 확인할 수 있는 물리적 증거이다.

실제 자연 상태의 우주에 존재하지도 않는 것을 자꾸 존재한다며, 인류를 계속 속이는 거짓이론들은 속히 사라져야 한다. 기존의 빅뱅론, 표준모형 이론으로는 우주의 진실을 영원히 밝힐 수 없다. 이 진실을 물리적 증거로 반론할 수 있는가?

2,338. 기사는 다음과 같이 주장한다.
양성자와 反양성자의 충돌 후 흩어져 나온 소립자의 질량은, 원래 충돌입자의 질량보다 오히려 더 컸다. 이것은 마치 테니스 공 2개가 부딪친 뒤 볼링공이 튀어나온 꼴과도 같다.
이러한 현상은 질량의 정체와 관계있는 것으로만 막연히 추정될 뿐, 현재로선 어떤 이론으로도 아직 확인되지 않고 있다 (와인스타인 교수).

- 위 문제점을 육하원칙으로 풀어보자.

1. 누가- 인간이 만들었다.

2. 언제- 1994년에 만들었다.

3. 어디서- 美국립 페르미 입자가속기연구소에서 만들었다.

4. 무엇을- 톱 쿼크로 불리는 입자를 만들었다.

5. 어떻게- 입자가속기에서 고에너지를 가질 때까지 가속된, 양성자와 반양전자의 충돌에서 발생하는 에너지로 만들었다.

6. 왜- 톱 쿼크를 발견할 목적으로 만들어졌다.

이 육하원칙 외에 더 보충한다면, 그 톱 쿼크가 만들어진 재료는 원-입자란 것이다.

어떤 원인이 동기가 되어, 다른 상태의 결과가 필연적으로 일어나는 것을 인과율법칙이라 한다. 우주만물의 자연현상도 반드시 인과율법칙에 따라 발생한다. 그런즉, 냉철한 고찰과 이성을 생명으로 하는 과학자라면, 아래의 질문에 대답할 수 있어야 한다.

1질문: 대기권과 입자가속기에서 새로운 입자들이 생겨나는 동기는 무엇인가?

답 변: 지구의 대기권과 입자가속기에서, 새로운 입자들이 생겨나는 동기는 에너지에서 비롯된다. 그 에너지가 없다면 어떤 입자도 생겨나지 않는다.

2질문: 그 동기는 누가 제공하는가?

답 변: 그 동기는 지구의 대기권에 진입한 입자의 충돌에서 제공된다.

그리고 입자가속기에서는 인간의 의도에 의해 인공적으로 제공된다.

3질문: 그 결과는 무엇인가?

답 변: 수백 가지가 넘는 많은 입자들로 나타났다.

즉, 수백 가지가 넘는 증거들로 나타났다.

4질문: 그 결과물의 구조는 어떻게 이루어졌는가?

답 변: 그 결과물의 구조는 입자의 붕괴-해체에서 나타난다.

예를 들어 자동차를 해체해 보면, 그 구조를 알 수 있다.

마찬가지로 입자들도 붕괴-해체되는 과정을 고찰하면, 그 구조를 알 수 있다.

양성자가 붕괴되면 몇 개의 쿼크로 해체되고, 그 쿼크가 붕괴되면 또 몇 개의 뮤온입자로 해체되고, 그 뮤온이 붕괴되면 전자들로 붕괴되고, 그 전자들이 붕괴되면 중성미자들로 붕괴되고, 그 중성미자가 붕괴되면 그 수를 헤아릴 수 없이 많은 광자들로 붕괴되고, 그 광자가 붕괴되면 원-입자들로 해체된다.

전자가 붕괴되면 중성미자와 광자로 해체되며 원-입자로 돌아간다.

이를 반대로 설명하면 원-입자들이 결합하여 광자가 되었고, 그 광자들이 결합하여 중성미자가 되었고, 그 중성미자들이 결합하여 전자가 되었고, 그 전자들이 결합하여 뮤온이 되었고, 그 뮤온들이 결합하여 쿼크가 되었고, 그 쿼크들이 결합하여 양성자가 되었고, 양성자와 전자가 조립되어 원자가 되었다는 의미가 된다. 그런즉, 우리가 보고 있는 물질세계는 이처럼 입자들이 결합하고 조립되어 나타난 것이다.

5질문: 그 결과물이 만들어진 재료는 무엇인가?

답 변: 그 입자들이 만들어진 재료는 원-입자들이다.

에너지가 물질의 씨앗이라면, 원-입자들로 이루어진 우주무한공간은 토양이다.

아울러 그 토양에 에너지라고 하는 씨앗을 뿌리면, 반드시 그 씨앗에 따른 물질-입자가 생겨난다. 우주로부터 우주선이라 불리는 수많은 입자가 지구 대기권으로 쏟아져 내려오는데, 이 입자들이 지구의 대기권을 이루는 입자들과 충돌하며 에너지를 방출한다. 즉, 에너지-씨앗을 생성하여 뿌린다.

그 순간 주변에는 새로운 입자들이 생겨났다가 사라진다. 에너지의 크기에 따라, 원자핵을 이루는 양성자의 질량보다 더 무거운 입자가 생겨났다가 사라지기도 한다. 이 같은 현상은 입자 가속기에서도 똑 같이 일어난다. 씨앗은 뿌린 대로 거둔다는 말과 같이, 에너지를 뿌린 대로 거두는 것이다. 이 진실을 물리적 증거로 반론할 수 있는가?