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김동렬*
표준모형은 대개 상호작용으로 설명하고 있다. 상호작용이란 무엇일까? 예컨대 이런 거다. 두 사람이 비좁은 공간에 갇혀 있는데 둘 사이에 약간의 빈 틈이 있다. 둘 중 하나가 움직이면 그 빈틈이 움직인다.
그 빈틈의 움직임 때문에 다른 사람도 움직여야 한다. 이때 두 사람은 서로의 신체가 접촉하는 것을 매우 싫어한다. 이를 구조론은 척력이라고 한다. 구조론에는 인력이 없다. 척력으로 모두 설명한다.
두 사람은 피부가 접촉하는 것을 극도로 싫어하므로 두 사람중 하나가 움직일 때 그 빈공간의 이동에 의하여 다른 사람도 움직이게 되고, 그 다른 사람의 움직임에 의하여 이쪽도 움직이게 되며 이에 두 사람은 계속 움직여서 둘이 훌라춤을 추게 된다는 거다. 이게 상호작용이다.
이때 두 사람은 그 빈공간을 계속 상대쪽으로 날려보내는데, 이걸 과학자들은 ‘입자를 주고받는다’는 말로 표현한다. 과연 무엇을 주고받는 것일까? 그 빈공간도 무엇이므로 주고받는다고 말할 수 있지만 실제로 주고받는 것은 아니다.
그 둘은 단지 서로를 싫어해서 피하다보니, 결과적으로 주고받는 모양새가 되었을 뿐이다. 그 공간에 만원버스와 같이 백명이 있다면 어떨까? 백명은 밀집되어 있고 서로를 싫어하며 행여나 몸이 닿을까 매우 배척하는데 한 사람이 움직이면 그 빈 공간이 움직인다.
이때 빈 공간은 여기서 저기까지 아주 빠른 속도로 이동한다. 근데 과연 이동한 걸까? 아니다. 빈 공간은 이동하지 않았다. 여기서 소멸하고 저기서 발생하는 거다. 어쨌든 만원버스 안에는 한 뼘의 빈공간이 있고, 그 공간은 매우 빠르게 이동하는 것이다. 그 속도는 심지어 빛보다 빠를 수도 있다.
실제로 그 속도가 얼마냐는 과학자들이 밝힐 것이지만 필자는 양자스핀 등을 보면 경우에 따라서는 무한대의 속도를 가질 수도 있다고 본다.
중력을 설명하는 것도 그렇다. 과연 중력자를 주고받을까? 중요한건 주고받지 않아도 주고받은 것과 동일한 효과를 낼 수 있다는 점이다. 예컨대 이런 거다. 어떤 공간이 있는데 그 중에 한 명이 진동하면 다른 것도 진동하게 된다.
이때 그 공간에 두 명이 있다면 진동을 어느 쪽으로 날려보내도 무조건 상대방에게 도달한다. 왜냐하면 구조론에는 직선밖에 없고 곡선이 없기 때문이다. 구조론에는 모든 선이 직선이며 곡선은 없다.
무엇인가? 당구공을 치면 당구공은 테이블 끝에서 각도가 꺾인다. 그러나 이는 외부 관측자 입장이고 당구공 자신 입장에서는 직진한 거다. 태양 주위를 도는 지구는 실제로 직진한다. 결과가 꺾여 나타날 뿐이다.
화살은 직진하는데 결과적으로는 휘어져 포물선을 그리며 낙하한다. 그런데 화살 자신의 입장에서는 직진한 거다. 이에 따라 어떤 공간에 둘이 있는데 둘이서 상호작용을 통하여 입자를 교환한다면 이때 입자를 어느 방향으로 보내도 무조건 상대방에게 가는 것이다.
구조론은 살을 빼고 뼈다귀만 논하므로 외부 관측자 입장은 배제한다. 그러므로 구조론의 세계에 곡선은 없다. 무조건 직진이다.
둥근 공 모양의 공간에 두 사람이 있다. 한 사람이 화살을 쏘면 그 화살은 벽에 맞아 튕기어 계속 튕기다가 결국은 상대방에게 맞는다. 총알로 하면 이해가 빠를 것이다. 공 모양의 공간에서 총을 쏘면 그 총알은 벽에 계속 튕기다가 언젠가는 상대방에게 맞는다. 킬러는 아무데나 허공에 쏴버려도 무조건 상대방에게 총알이 날아가는 것이다.
중력자를 교환한다는 것은 실제로는 이런 개념으로 이해해야 한다. 꽤 먼 거리의 별들이 서로 밀고 당기고 입자를 교환하는게 아니다. 어떻든 무조건 상대방에게 전달되는 구조로 되어 있다는 거다.
그 바탕에는 장의 성질이 깔려있다. 장이 휘어져 있으므로 직선이 곡선이 되는 것이다. 하여간 상호작용이란 천지사방으로 입자를 날려서 매우 열심히 입자를 주고받는게 아니라는 거다. 주고받지 않으면서 얼마든지 주고받는 효과를 낸다. 물론 주고받는다고 표현할 수도 있다.
이러한 구조로 보면 입자의 크기는 무시된다. 단지 포지션이 문제로 될 뿐이다. 입자의 크기라는 것은 밸런스가 성립하는 지점일 뿐이다. 입자의 크기가 0일 수도 있고 무한대일 수도 있다.
입자의 크기가 무한대일때는 우주의 이쪽끝에서 저쪽끝까지 순식간에 정보를 전할 수도 있다. 물론 유한한 크기의 입자도 있을 수 있다. 결론은 공간의 성질 곧 장의 성질이 입자에 반영되어 있는데 우리는 그것을 입자의 고유한 성질로 착각한다는 거다. 그 사람의 신분을 그 사람의 성격으로 착각하는 거다.
표준모형이란 그 입자들이 주고받는 빈 틈을 빈 틈없이 잘 메꾸어 조를 짜맞춰놓은 것이 아닌가 한다. 그 빈 틈에도 질량은 있을 수 있고 없을 수도 있다. 질량 역시 상호작용을 의미하기 때문이며 상호작용은 서로간에 급이 맞을 때만 성립하기 때문이다.
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