“세계 두뇌의 절반은 여성이다”

우주 ‘암흑 물질’ 존재 입증한 천체물리학자 베라 쿠퍼 루빈

www.phys-astro.sonoma.edu

의 레아 공주, 배우 캐리 피셔가 우주에서 전쟁을 벌이는 동안, 지구에서는 한 여성 천체물리학자가 성차별에 맞서 싸웠다. 피셔가 사망하기 이틀 전인 2016년 12월25일, 우주의 비밀을 밝혀낸 미국 과학자 베라 쿠퍼 루빈(Vera Cooper Rubin)이 타계했다. 향년 88.

루빈은 우주에 관한 가장 불가해하고 매혹적인 개념으로 여겨지는, 우주의 4분의 1을 차지한다고 알려진 ‘암흑 물질’의 존재를 입증해냈다. 동시에 여성 과학자로서 평생 과학계의 ‘유리 천장’을 깨부수기 위해 노력하며 후배 여성 과학자들에게 문을 열어주었다.

20세기 천문학의 중대한 진전

1970년대 천문학계는 은하계 중심에서 먼 궤도를 도는 별일수록 중력의 영향 때문에 더 천천히 돈다고 생각했다. 루빈은 이와 정반대로 은하계의 바깥 궤도를 도는 별들과 안쪽 궤도를 도는 별들이 같은 속도로 움직인다는 것을 발견했다. 그는 은하계 안에 밀도가 높고 양이 많지만 보이지 않는 덩어리, 암흑 물질이 있다는 결론을 내렸다. 보이지 않는 암흑 물질이 중력부터 은하계 모양에까지 영향을 미쳐서 별들이 다른 별들과 같은 속도로 움직이게 한다는 거였다. 당시 “훌륭한 천문학자들은 다 무의미한 이야기라고 평가했다”고 루빈은 회상했다.

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별들 사이에 존재하는 ‘암흑 물질’이란 개념은 1930년대부터 있었지만 1970년대 루빈과 물리학자 켄트 포드의 연구 이전까지는 증명되지 않았다. 루빈의 증거는 강력하고 탄탄했으며, 이 연구는 20세기 천문학에서 가장 중대하고 핵심적인 진전으로 평가받는다.

루빈의 발견은 과학자들이 우주를 바라보고 이해하는 방식을 혁명적으로 뒤바꿔놓았다. 우주는 보이는 것보다 보이지 않는 것들로 이뤄져 있다는 것이다. 이제 암흑 물질은 은하계의 핵심적 구성 요소로 여겨지면서 현대 천체물리학과 우주론, 물리학 이론의 기본이 됐다. 다만 암흑 물질 입자를 찾기 위한 실험이 끊임없이 이뤄졌음에도 아직 직접 탐지된 적은 없고 정확한 구성도 알려지지 않았다.

그럼에도 암흑 물질을 입증하기 위한 노력은 초대칭 이론, 끈 이론 등 새로운 아이디어들로 폭발하고 있던 이론 물리학의 진전에 크게 일조했다. 이 이론들은 모두 원자보다 작은 새로운 종류의 입자가 빅뱅 이후 우주를 떠다닌다는 것을 가정한다.

루빈은 오랫동안 노벨물리학상의 유력한 후보자로 꼽혔지만 결국 수상하지 못했다. 루빈과 노벨상 위원회, 성차별 등은 최근 수년간 논쟁의 대상이었다. 마지막으로 노벨물리학상을 받은 여성 과학자는 1963년 원자 구조의 발견으로 공동 수상한 마리아 괴페르트 메이어이며, 그 외 여성 수상자는 1903년 마리 퀴리가 유일하다.

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미국 워싱턴대학의 천문학자 에밀리 레베스크는 미국의 유력 천문학 잡지 (Astronomy Magazine) 인터뷰에서 말했다. “암흑 물질의 존재는 우주에 대한 우리의 인식과 물리학 분야 전체에 변혁을 일으킨 것이다. (…) 암흑 물질이 물리학 분야에서 가장 중요한 발견에 수여되는 노벨물리학상을 받을 자격이 없다면 다른 무엇이 받을 만한지 나는 모르겠다.”

백인 미국인 남성 천문학자의 역사만이 다뤄질 때

루빈 자신은 노벨상에 대해 언급하거나 불만을 표한 적이 없다고 전해진다. 대신 여러 상을 받아 인정받으면서 여성 과학자로서 새 역사를 썼다. 루빈은 1965년부터 워싱턴 카네기연구소에 몸담으면서 1981년 미국 국립과학원 회원이 됐고 1993년에는 미국 국가과학메달을 받았다. 1996년에는 영국 왕립천문학회로부터 금메달을 받았는데, 루빈은 1928년 이후 금메달을 처음 받은 여성이었다. 태양계의 한 소행성에는 루빈의 이름이 붙어 있다.

200개 넘는 은하계의 회전을 관찰하는 동시에 루빈은 지상의 과학계에서 그의 발길이 닿는 곳마다 지치지 않고 여성의 지위를 옹호했다. 성별 때문에 주어지는 제약을 끊임없이 거부하고 또 잊지 않음으로써 과학계를 여성과 소수자를 받아들이는 방향으로 변화시켰다. 루빈 이전 천문학은 완전히 남성 중심적 분야였다.

어린 루빈이 고등학교 물리 선생님에게 진로를 상담했을 때 돌아온 대답은 이랬다. “과학과 가까이하지만 않는다면 넌 괜찮을 거야.” 1950년대 프린스턴대학은 여성은 받지 않는다며 루빈의 박사과정 입학 지원을 아예 거부했다. 루빈은 대신 코넬대학을 택했다. 훗날 루빈은 트위터에 이런 글을 남겼다. “당신이 모자란다고, 누구도 말하도록 두지 마십시오. 과학 선생님은 내가 과학을 못한다고 말했지만 지금 나를 보세요.” 1964년 루빈은 미국 팔로마산 천체관측소에서 시간을 보내도록 허가받은 첫 번째 여성이 됐다. 그가 출입을 요구했을 때 천문대 쪽은 ‘시설이 제한돼 있어 여성은 들어올 수 없다’고 했다. ‘제한된 시설’이란 천체관측소에 여성 화장실이 없다는 거였다. 이에 루빈은 스커트 모양으로 자른 종이를 가져와 화장실 문 위 남성 모양 이미지 위에 붙였다. “자, 됐죠. 이제 여성 화장실이 있네요.” 1970~1980년대 루빈이 가장 중요한 연구들은 이곳에서 이뤄졌다.

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한번은 루빈이 저명한 천체물리학자와의 만남에 초대받았는데, 막상 가보니 여성이 사무실에 들어가는 것이 허락되지 않았다. 주최 쪽이 루빈을 초대한 것은 그저 로비에서 잠깐 이야기를 나누기 위해서였다.

영향력 있는 과학자가 된 뒤에도, 그는 ‘남성이 아니라서’ 겪은 굴욕을 기억하며 세상을 바꾸려고 애썼다. 예를 들어 프린스턴의 학술 모임 ‘우주클럽’에 여성이 포함될 수 있도록 싸웠고 결국 관철해냈다. 또한 1976년 미 국립항공우주박물관이 오직 백인 미국인 남성 천문학자의 역사만 다루고 있음을 발견하고서 여성 천문학자의 역사를 포함시킬 것을 주장하며 몇 달 동안 로비를 벌였다. 그는 미국 국립과학원의 여성 회원이 소수라는 점을 비판하고, 과학 분야 학술회의 조직위원회가 더 많은 여성 발언자들을 포함시키도록 밀어붙였다.

루빈은 젊은 여성 과학자들의 멘토였다. “정체성 같은 우스운 이유 때문에 누가 널 억압하도록 두지 마라. (…) 상과 명예에 대해 신경 쓰지 마. 진정한 상은 저 밖에서 무언가를 발견하는 것, 그 자체니까.” 미국 자연사박물관의 천체물리학자 리베카 오픈하이머는 루빈이 생전에 이런 조언을 해주었다고 인터뷰에서 밝혔다.

“여성이 풀지 못하는 문제는 과학에 없다”

루빈이 생전에 인생과 일에서 항상 기억하며 살았다는 세 가지 가정은 다음과 같다. “첫째, 남성이 풀 수 있는데 여자가 풀지 못하는 문제는 과학에 없다. 둘째, 세계적으로 두뇌의 절반은 여성이 갖고 있다. 셋째, 과학 연구를 하기 위해 우리 모두는 어떤 승인이 필요하다. 그러나 이 허가가 종종 여자보다 남자에게 더 많이 주어지는 건 (능력이 아니라) 역사적으로 깊이 뿌리내린 인식 때문이다.”

김여란 객원기자

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