- 원자 재조합 이론상 불가능 -공상과학영화 「스타트랙」에는 홍길동처럼 동에 번쩍 서에 번쩍할 수 있는 순간이동장치가 나온다. 주인공들이 탄 우주선 「엔터프라이즈」호에 설치된 이 장치는 사람들을 순식간에 다른 장소로 보내준다. 영화를 위해서는 더없이 환상적 장치이지만 물리학에서 본다면 엉터리 이야기이다.
엔터프라이즈호에 설치된 순간이동장치는 10의 28제곱한 숫자만큼의 원자들로 구성된 사람을 원자단위로 분해해서 빨아들인 다음 발사기를 통해 원하는 지점에 총을 쏘듯 발사한다. 그 후에 원자속에 저장됐던 정보들을 이용해서 다시 사람의 형체로 재결합한다.
그러나 이처럼 사람을 전송하려면 이동 전과 후의 원자갯수가 정확히 맞아떨어져야 한다. 이를 위해서는 원자와 원자정보를 저장할 수 있는 천문학적인 용량의 저장장치와 이를 한꺼번에 전송할 수 있는 대용량의 빠른 전송장치가 필요하다.
분해방법도 문제다. 원자는 중심을 이루는 중성자와 양성자라는 핵자를 중심으로 전자들이 둘러싸고 있다. 전자들 사이에는 서로 밀어내는 척력으로 작용하는 전기장이 형성돼 있다. 돌, 금속 등 사실상 모든 물체들이 형태와 질량을 가질 수 있는 것도 전기장이 엄청난 힘으로 원자의 빈 공간을 메워주기 때문이다.
전기장이 없다면 물체가 존재할 수 없는 것이다. 이처럼 막강한 위력의 전기장을 끊어내려면 수천배의 핵폭발보다 더 큰 힘이 필요하다.
설사 이같은 기술적 난관이 해결돼도 사람을 전송하기 힘든 결정적인 이유가 있다. 물리학에서 말하는 하이젠베르크의 「불확정성의 원리」때문이다.
불확정성의 원리는 세상 모든 물체를 구성하는 입자들이 끊임없이 움직이고 있어서 위치, 운동량, 속도 등을 한 치의 오차도 없이 동시에 측정하는 것은 불가능하다는 이론이다. 이 원리에 따르면 원자들 사이의 간격, 위치, 분포도 등을 정확하게 측정할 수 없기 때문에 분해한 원자를 재조합하는 것도 원초적으로 불가능하다.
/최연진기자 wolfpack@hk.co.kr
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