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항공기 엔진중에 램제트 엔진이라는게 있다. 일반적으로 항공기의 제트엔진이란 압축기를 이용해 공기를 압축하고, 거기에 연료를 분사해서 폭발시킨 힘으로 추진력을 얻는다. 하지만 일정 속력 이상의 고속 비행을 하면 공기의 압력덕분에 압축기가 없어도 엔진 앞부분에서 공기 압축이 일어나고, 거기에 바로 연료를 분사해 폭발시킬수 있다. 그 현상을 이용해 압축기가 없는 제트엔진이 바로 램제트 엔진이다.

바사드 램제트 엔진이라는 개념도 있다. 별과 별 사이를 이동하는 우주선은 수소를 핵융합해야 할정도로 강력한 엔진이 필요하다. 그런데 그러기 위해서는 엄청난 양의 수소가 필요하고, 그러면 더 큰 엔진이 필요하고, 더 큰 엔진은 더 많은 수소가 필요한 모순이 생긴다. 바사드 램제트 엔진이란, 일정 속력 이상의 고속 비행하는 우주선이 우주공간에 미세하게 흩어져 있는 수소를 거대한 수집장치로 모아서 압축하여 핵융합에 이용하는 엔진이다. 이룰수만 있다면 연료를 싣지 않고도 무한히 핵융합 반응을 일으킬수 있는 꿈의 엔진이다. 로버트 W 바사드라는 물리학자가 생각해냈고, 속력을 이용해 기체를 모아서 사용하는것이 램제트 엔진과 비슷하다고 해서 그런 이름이 붙었다.

타우제로는 그 바사드 램제트 엔진을 장착한 ‘레오노라 클리스티네’라는 이름의 우주 식민지 건설을 위한 우주선 이야기이다. 이 우주선은 최고의 승무원들과 기술자들, 과학자들, 그리고 그들을 위한 완벽한 시설을 갖추고 33광년 떨어진 처녀자리 베타성계를 향해 날아간다. 만약 도착해서 사람이 살기에 적당한 조건을 갖추면 지구로 돌아오지 않고 거기에서 자손을 번식시켜 제2의 지구를 꾸미는 것이다. 그것을 위해 우주선에는 남녀 각각 25명씩, 총 50명이 탑승해있다.

이 별이다. 어라, Stellarium에는 35.55광년으로 나오네…

레오노라 클리스티네는 램제트 엔진을 이용해 광속을 향해 가속해 가며 우주선 내 시간으로 5년후에 목적지에 도착할 예정이었다. 그러나 1년후 발견하지 못한 작은 성운과 충돌하게 되고, 우주선의 감속장치가 고장난다. 감속 장치를 고치지 못하면 목적지에 도착하더라도 멈출수 없지만, 감속 장치를 고치려면 수소를 수집하는 보호역장을 끄고 선외로 나가야 한다. 그러나 보호역장을 끄면 우주에 떠 있는 분자들과 광속에 가까운 속도로 충돌해 우주선과 사람들은 순식간에 증발하게 된다. 이러지도 못하고 저러지도 못하게 된 레오노라 클리스티네호는 은하계를 돌아 더욱더 가속을 계속하며 진로를 4천만 광년 떨어진 처녀자리 국부 은하군으로 바꿔 완벽한 진공상태인 우주공간을 찾기 위해 방황하게 된다. 그러나 우주선의 시간으로 몇년, 우주시간으로 몇천만년후에 도착한 그곳은 그다지 진공상태가 아니었다. 우주선은 더욱 진공인 곳을 찾아 초은하단과 그 사이의 빈공간들을 찾아가 거의 백억년후 역추진 장치를 수리하게 된다.

그러나 이미 광속에 너무 가까워진 우주선은 우주선 앞에 존재하는 물질로는 충분히 감속을 할수 없게 된다. (초은하단의 물질만으로는 약간의 속도를 줄인채 다음의 빈공간에 들어가게 되고, 약간 감속된 상태로는 그 거대한 빈공간에서는 다음 초은하단까지 도달하려면 선내 시간으로 몇백년이 흐르게 되니 감속을 시작할수 없는 것이다. -_- 아 설명하기 어려워) 결국 우주선은 이번엔 반대로 물질이 더 풍부한 곳을 찾아 방황하게 되고 우주의 시간으로 수백억년이 흐른다. 그리고 우주는 수명을 다해 팽창을 멈추고 수축을 시작하게 된다. ‘레오노라 클리스티네’호는 우주가 수축을 해 다시 빅뱅을 일으키는 천지창조의 순간에 겨우 감속을 시작하게 되며, 새로 생성된 우주에서 안식처가 될 행성을 발견해 정착하게 된다.

이 정도로 소설의 내용을 정리해도 머리속이 지끈거리고 말도 안된다고 생각되지 않는가? 하지만 이게 전부가 아니다. 이러한 우주선의 항행이야기는 소설의 1/3도 되지 않는다. 가장 핵심이 되는 내용은 우주선내 50명의 인원이 가망없는 무한한 우주비행(속도에 의해 우주에서 격리되어 다른 시간흐름속에서 살게 되며, 지구는 이미 멸망하고 사라졌을 시간에도 멈추지 못하고 약속된 종착지 없이 달려나아가야 하는)에서 어떻게 갈등하고, 방황하고, 절망하고, 의지하고, 사랑하는지를 다루고 있다. 주인공은 우주선내에서 보안 담당인 레이몬트이며, 갈등이 더욱 커지는 후반부가 될수록 우주선내에서 정신적 지주가 되어간다. 우주선은 절대적인 민주주의 사회이나 위기가 닥칠때마다 레이몬트는 독재나 전체주의적 요소를 살짝 도입했다(이부분은 개인적으로 좀 마음에 안들기도 한다) 풀어주는 식으로 자신에게 미움을 향하도록 해 다른 사람들의 정신적 긴장을 유지시킨다. 이 소설의 다른 요소는 사랑이다. 인류의 새로운 식민지를 위해 50명밖에 안되는 남녀는 완전하게 유전자를 공유해야 하고, 그것은 결혼같은 종속적인 개념이 아닌 프리섹스를 의미한다. 그런 상태에서의 사랑과 갈등을 자세히 다루고 있다. 뭐 지극히 미국적인 소설이랄까.

타우제로는 폴 앤더슨의 대표적인 ‘하드SF’로 꼽히는 소설이다. 폴 앤더슨은 일반인에게 쉽게 다가갈수 있는 소재, 독창적이고 재치있는 주제, 과학적으로 세밀한 표현의 소설을 많이 썼다.(본인이 SF를 늦게 접한 물리학자라서 그런것일지도)그의 작품은 단순 코믹 SF에서 어려운 하드 SF까지 범위도 참 넓다. 시간여행의 모순을 막기 위해 움직이는 타임패트롤 같은건 나중에 여러 매체에서 그의 아이디어를 우려먹었다.

타우제로는 현대 우주에 대한 이론을 집대성한 소설이기도 하다. 바사드 램제트, 아인슈타인의 상대성 이론, 항성의 노화, 팽창과 수축을 반복하는 우주, 빅뱅, 물질과 반물질등에 대한 수많은 이론이 소설에 녹아있다. 소설이 집필될 당시에는 알려지지 않은 초은하단과 그 사이의 빈공간인 보이드에 대해서도 클란과 암흑공간이라는 식으로 소설에 예측되어 있어 읽는 사람을 놀라게 한다. 정작 바사드 램제트에 필요한 수소의 밀도나 바사드 램제트의 광속까지의 가속능력에 대해서는 현재 점차 비관적인 연구만 나오고 있지만 말이다. 그리고 우주선이 중간에 3G로 가속할때 실내에 필요한 1G말고 나머지 2G를 어떻게 없앴는지는 아주 두리뭉실 설명하고 넘어가는 등 논리적인 아쉬움도 있다.

ps.
레오노라 클리스티네는 17세기 덴마크의 공주의 이름이다. 정치적인 이유로 오랜기간 감금 상태에서 버틴걸로 유명하다고 한다. 우주선에 이 이름을 붙인것은 등장인물들이 광속항행상태에서 오랜기간 감옥에 수감된듯한 인내를 해야 한다는 것을 암시한다.

ps.
이 소설에서 가장 중요한 개념은 아인슈타인의 상대성 이론이다. 간단하게 필요한 것만 이야기 하자면, 우주선이 광속에 접근할수록 우주선의 질량은 늘어나고, 우주선 내의 시간은 느리게 흘러간다. 하지만 질량은 무한대가 될수 없고, 질량이 무거워질수록 가속에 더 많은 에너지가 들어가기 때문에, 우주선은 광속에 무한히 접근할수 있지만 광속과 같아질 수는 없다.

ps.
제목에서의 타우는 소설내에서 쓰인 개념으로, v(속도)의 제곱을 c(광속)의 제곱으로 나눈 값으로 1을 뺀다음, 그것을 제곱근을 한 값이다. 쉽게 말해 타우가 100분의 1이면, 우주선이 100광년을 이동하는 동안 내부 탑승자는 1년이 지난것으로 느낀다. 우주선의 속도가 광속에 무한히 접근할수록 타우는 무한히 0에 접근한다. 즉, 타우 제로란 광속,극한을 뜻한다.

ps.
나는 이 책을 고1때 사 읽었다. 나름대로 과학소년이었기 때문에 상대성이론등 과학적인 부분은 잘 이해했다. 그러나 야한 장면들은 전혀 이해하지 못했다. 이번에 다시 읽어보니 당시에는 전혀 다른 뜻으로 이해하고 있었다. -_-;

참고
http://en.wikipedia.org/wiki/Tau_Zero