[미디어파인 칼럼 = 이상원 기자] 과학은 때로는 극적으로 성공하기도 하지만 자연의 비밀을 드러내는 것은 실패하기도 한다. 과학자들은 참신한 아이디어들은 여러 번 새로운 아이디어를 검증하는 방법을 예측하는 데 실패했다.
1. 지구의 나이
러더퍼드는 지하 깊은 곳에 있는 방사성 물질이 지구의 나이에 대한 미스터리를 풀 수 있다고 추론하였다. 19세기 중반, 윌리엄 톰슨(훗날 켈빈 경으로 알려짐)은 지구의 나이를 1억 년보다 조금 더 오래되었고, 아마도 그보다 훨씬 덜 오래된 것으로 계산했다. 지질학자들은 지구의 지질학적 특징을 설명하기 위해서는 지구가 훨씬 더 오래되었을 것이라고 주장했다.
켈빈은 지구가 녹아내린 암석 덩어리로 태어나 현재의 온도로 식었다고 가정하고 추정치를 계산했다. 그러나 19세기 말 방사능이 발견된 후, 러더퍼드는 그것이 지구 내부에 새로운 열원을 제공한다고 지적했다. 러더퍼드는 켈빈이 참석한 가운데 강연을 하면서 새로운 행성열원을 예언했다고 말했다.
켈빈이 방사능을 무시하는 것이 일반적인 이야기이기는 하지만 좀 더 살펴보자면 그의 추정치가 크게 바뀌지는 않았을 것이라는 것을 알 수 있다. 오히려 켈빈의 실수는 내부가 단단하다고 가정하는 것이었다. 1895년 존 페리(켈빈의 전 조수 중 한 명)는 지구 내부 깊숙한 곳에서 열의 흐름이 켈빈의 계산을 크게 바꿀 것이라는 것을 보여주었다. 지구의 맨틀은 오랜 시간의 척도로 유동적이며, 이는 지구의 나이뿐만 아니라 판 구조학도 설명해 준다.
2. 원자력
20세기 최고의 실험물리학자 중 한 명인 어니스트 러더퍼드는 여러 뛰어난 가정을 내세웠다. 그는 중성자가 발견되기 십여 년 전부터 중성자의 존재를 상상해 보았고, 그의 조수들이 실시한 이상한 실험에서 원자들이 밀집된 중심핵을 가지고 있다는 사실을 알아냈다.
원자핵이 엄청난 양의 에너지를 담고 있는 것은 분명했지만, 러더퍼드는 실용적인 목적을 위해 그 에너지를 추출할 방법을 상상할 수 없었다. 1933년, 영국과학진흥회의 회의에서 그는 비록 핵이 많은 에너지를 포함하고 있지만, 이를 방출하기 위해서는 에너지도 필요할 것이라고 언급했다.
3. 별의 구성
마흐의 견해는 감각적 경험의 대상이 아닌 다른 어떤 것에 대해서도 현실을 부정하는 실증주의 개념을 창시한 프랑스 철학자 오귀스트 콩트의 견해와 유사했다. 콩트의 철학은 많은 과학자들의 길을 잃게 만들었다. 그의 상상력의 가장 큰 실패는 과학이 결코 알 수 없는 것, 즉 별들의 화학적 조성에 대해 그가 제시한 예였다.
콩트는, 그 누구도 우주로 갈 것이라 상상할 수 없었던 1835년에, 별들의 구성 요소들의 정체성은 영원히 인간이 알 수 없는 수준으로 남아있을 것이라고 주장했다. 그는, 우리는 이 별들의 크기와 모양, 움직임들을 연구할 수 있었지만, "우리는 이 별들의 화학적 조성이나 광물학적 구조를 연구하는 방법을 결코 알 수 없을 것이지만," 이 문제에 관해서는, 이 별들의 온도가 "우리에게는 항상 숨겨져 있을 것"이라고 말했다
그러나 몇십 년 안에 분광학이라고 불리는 새로운 첨단 기술이 천문학자들이 별들이 방출하는 빛의 색을 분석할 수 있게 해주었다. 그리고 각각의 화학 원소가 정확한 색(또는 주파수)을 방출(또는 흡수)하기 때문에, 각각의 색의 집합은 한 원소의 정체를 나타내는 틀림없는 지표인 화학 지문과 같다. 그러므로 분광기를 사용하여 별빛을 관찰하는 것은 불가능하다고 생각했던 별들의 화학적 성질을 밝힐 수 있었다.
[이상원 칼럼니스트]
고려대 산업경영공학과(재학 중)
미디어파인 대학생칼럼니스트 겸 기자