A. 물론이다. 우주 자체는 결국 빛의 속도를 따라잡을 것이다. 다만 그 원리를 설명하는 것은 꽤 복잡하다.

일단 우주가 처음 만들어진 빅뱅 때부터 시작해보면 약 140억년 전 우주를 구성하고 있는 모든 물질들은 빅뱅에 의해 우주 곳곳으로 흩어졌다. 이 최초의 폭발로 인해 은하들은 지금도 조금씩 밖으로 밀려나고 있다.

과학자들은 이런 현상을 일으키는 핵심적인 요인이 도플러 효과라고 말한다. 다른 은하에서 오는 빛의 파장은 그 은하가 우리은하와 멀어지면서 바뀐다. 마치 앰뷸런스와의 거리가 멀어질수록 사이렌 음의 높이가 올라가는 것처럼 말이다.

지구에서 30억 광년 떨어진 히드라 은하단을 예로 들어보자. 천문학자들은 히드라에서 나오는 빛을 보고 지구와 히드라 사이의 거리를 측정한다. 프리즘을 통해 본 히드라의 수소는 적색, 청록색, 청자주색, 자주색 등 네 가지 색의 스펙트럼으로 보인다. 하지만 히드라의 빛이 지구에 도달하는 동안 이들은 파장이 가장 길고, 에너지는 가장 낮은 색깔인 적색 쪽으로 이동한다.빛이 우주공간을 이동하면서 파장이 늘어진다는 얘기다. 이동거리가 멀수록 파장은 더 길어진다. 이는 반대로 스펙트럼이 적색 쪽으로 많이 이동했을수록 그 빛은 더 멀리 이동했다는 의미도 된다. 이러한 스펙트럼의 이동을 ‘적색이동(red shift)’ 혹은 ‘적색편이’라 부른다.

과학자들은 이를 보고 우주 속의 별의 움직임을 알 수 있다. 물론 히드라만이 적색이동을 보여주는 유일한 먼 은하단은 아니다. 우주는 지금도 팽창하고 있기 때문에 우주의 모든 구성물질들에서 적색이동이 감지된다.

우리 은하에서 거리가 먼 은하일수록 이동속도가 더 빠르므로 히드라의 적색이동 관측이 상대적으로 용이한 것 뿐이다.

이와 관련해 존스홉킨스대학 물리학자 찰스 베넷 박사는 우주의 팽창속도에는 제한이 없다고 설명한다. 그러나 진공 상태에서 빛의 진행 속도보다 더 빨리 움직이는 물체는 없다는 아인슈타인의 이론 또한 여전히 진실이다. 팽창하는 것은 우주인데 우주는 물체가 아니라는 이유에서다.

다시 말해 은하는 은하 자체가 우주를 가로질러 이동하는 것이 아니다. 우주가 팽창하면서 서로 멀어지는 것이다. 밀가루에 건포도를 넣고 오븐에 구울 때 밀가루가 팽창하면서 건포도들의 거리가 서로 멀어지는 것과 다를 바 없다.

어떤 은하는 이미 지구에서 너무 멀리 떨어져 있고, 그만큼 더 빨리 움직이는 탓에 은하에서 뿜어내는 빛이 아예 지구에 도달조차 하지 못하는 경우도 있다. 베넷은 이렇게 말한다.

“앞으로 내달릴수록 트랙이 길어지는 육상경기를 생각하면 됩니다. 트랙이 길어지는 속도가 달리는 속도보다 훨씬 빠르다면 영원히 결승점에 도착할 수 없는 게 당연한 거죠.”

Q. 인간이 지진을 일으킬 수 있을까?

A. 물론이다. 우리는 석유, 가스, 기타 광물자원들을 얻거나 댐과 같은 큰 건축물들을 세우기 위해 땅을 판다. 컬럼비아대학에서 인공 지진을 연구하는 크리스찬 클로스에 따르면 그런 인간 활동 때문에 지난 160년간 발생한 규모 4.5 이상의 지진만 200건이 넘는다.

이 가운데 가장 널리 알려진 예는 지난 2008년 중국 쓰촨성의 지핑푸 댐에 의해 벌어진 지진이다. 지핑푸 댐에는 1조1,970억ℓ의 물이 저장돼 있었는데, 그 어마어마한 양의 물이 인간이 만든 가장 큰 지진을 일으킨 주범이 됐다. 이 규모 7.9의 강진으로 약 8만명이 목숨을 잃었다.클로스는 지핑푸 댐에 있는 3억2,000만톤 무게의 물이 지하 단층선을 찍어눌렀고, 그 순간 지진을 일으키기에 충분한 응력을 제공했다고 생각한다. “종잇장을 손가락으로 누르면 휘어지는 것과 똑같은 원리예요. 그런 효과는 지구 지각의 구조판에까지 영향을 미칠 수밖에 없습니다.” 지진은 댐 완공 불과 2년 후에 일어났고 그 진앙은 댐으로부터 불과 5㎞ 떨어진 곳이었다.

스위스 바젤시청은 지난 2006년 규모 3.4의 지진이 일어난 후 도시의 지열발전소 가동을 중단했다. 지열을 얻으려면 수㎞ 깊이의 지각 밑 암반을 파들어가 그 에너지원을 찾아야 한다. 바젤처럼 물이 귀한 곳의 엔지니어들은 수압파쇄법(hydraulic fracturing)으로 시추공을 파야하는 경우가 많다. 수평 드릴로 땅바닥을 뚫고 화학물질을 주입하는 과정에서 지각 구조판에 영향을 미쳤을 가능성을 배제할 수 없는 것이다.

그러나 수압파쇄법은 미진을 일으킬 따름이다. 지진을 일으킨 진짜 주범은 시추 이후 암반 사이에 고여 안정성을 떨어뜨린 잔여 액체다. 현재까지 인간이 일으킨 지진 중 댐이 일으킨 것은 76건이지만 채굴작업으로 발생한 것은 그 두 배에 가까운 137건이다.

지난 1989년에는 오스트레일리아 뉴캐슬에서 규모 5.6의 지진이 발생했다. 그 직접적 원인은 석탄 채굴이었다. 수백만톤의 석탄을 채굴한 결과 단층선에 응력이 가해졌다. 그러나 채굴 작업 중 지하에서 뽑아낸 물이 지진의 더욱 큰 원인이 됐다. 클로스의 추산에 따르면 석탄 1톤을 캐낼 때마다 4.3톤의 지하수가 흘러나온다. 이는 갱도가 침수되지 않게 하기 위한 불가피한 조치다. 그러나 이렇게 많은 물을 빼낸 결과 갱도를 둘러싼 지반의 안정성이 급격히 약화됐다. 클로스는 뉴캐슬에서 일어난 지진으로 인한 재산피해가 35억달러에 이른다고 밝혔다. 이는 이 지진을 일으킨 광산이 200년 동안 뽑아낸 석탄의 가격 총액과 거의 비슷한 액수다.

<서울경제 파퓰러 사이언스>