<UE칼럼>

누구나 어릴 적 뫼비우스의 띠를 만들어 보았을 것이다. 어린 동심에도 끝없이 이어지고 영속적인 신비한 세상을 구경하는 착각에 빠진 듯한 시절이 있었다. 띠의 길이와 상관없이 끝의 연결을 어떻게 했느냐에 따라 내부와 외부가 단절된 세상과, 끝없이 내외부가 연결되는 새로운 세상을 만나는 것이 뫼비우스 현상이다. 마치 뫼비우스의 띠 위에서 걸어간다면 시작과 끝이 없고, 한계 없는 시공의 영역에서 살아가는 인간이 아닌 인생의 크로노스적 삶을 보여주는 듯 하다.

　뫼비우스의 띠를 천문학자들은 우주의 크기와 모양으로 설명하기도 하고 수학자들은 수학의 한 분야인 위상수학(位相數學, topology)의 범위에서 설명한다. 뫼비우스의 띠를 19세기 뫼비우스가 처음 발견한 것은 아닐 것이다. 이러한 현상을 수학적으로 표현하고 설명한 사람이 뫼비우스이고 이런 현상을 띠를 이용하여 설명하였기에 뫼비우스라는 학자가 이름을 남기게 된 것이다.

　사실 세상의 이치와 태초부터 있었는데 사람의 인지가 발달하고 그로 인한 기술과 과학이 발달하면서 의문의 의문을 품으면서 최초의 기원을 알고 싶어하고, 앞으로 미래에 어떻게 바뀌고 이용될 수 있을 것인가에 대한 의문이 철학과 과학으로 이어져 오고 있다.

　현재의 조상들보다 후배와 후손들은 인류가 축적해온 지식을 더 빠른 시간에 다른 사람, 다른 기업, 다른 국가보다 더 빨리 경쟁적으로 습득하고 활용을 해야하기에 그 정보의 양이 기하급수적으로 늘어나서 같은 크기의 반도체에 저장한다면 반도체의 개발이 지식의 축적양 만큼이나 빨리지는 이유라고 한다면 적절한 비유가 될지 모르겠다.

　그럼 화학자의 관점에서 물질과 에너지의 뫼비우스는 없을까에 대한 의문을 갖게 된다. 질량보존의 법칙이니 열역학법칙에 의하면 생성과 소멸후의 변화는 질량이나 에너지의 보존이 이루어진다는 것이다. 물론 지구와 넓게는 우주가 닫힌계로 볼 때의 문제이다.

　영화 '마션'에서 화성에서 생존을 위해 농사를 짓고 살아갈 수 있는 것은 화성의 대기중 이산화탄소를 분해하여 산소를 얻고 로켓연료인 하이드라진에서 수소를 생성시켜 연료전지 반응으로 전기와 열을 얻고 부산물로 물이 생성되어 식수까지 할 수 있다는 내용이다. 또한 생성된 물을 태양광으로 전기분해를 하여 수소와 산소를 지속적으로 생산하여 다시 전기와 열과 물을 생성하는 반복적인 현상이 일어날 수 있다. 질량과 에너지가 닫힌계에서는 일정하게 유지된다는 학문적인 근거에 기반을 두고 있다.

　신재생에너지가 바로 에너지의 뫼비우스 띠와 같은 것이라 할 수 있다. 생존을 위한 기술은 경제성을 따지지 않는다. 경제성은 생존한 이후의 문제이기 때문이다. 

　지금 기후변화나 생태계변화, 지구온난화등의 문제는 아직은 경제성에 대한 질문에 언제나 발목이 잡히지만 기업과 국가의 생존을 벗어나 인류의 생존을 위해서는 가능한 기술을 적용하고 활용해야만 하는 상황이라면 경제성은 전혀 상관없는 금성의 일이 될 것이다.

　우리나라의 신재생에너지중 수소, 풍력, 태양광, 조력, 파력등은 생존을 위해서는 반드시 확보되어야할 기술이고 산업이다. 태양에서 지구에 도달하는 태양에너지를 풍력이나 태양광으로 전력을 생산하고 남는 전기는 물질인 수소로 전환하였다가 전력이 부족시 저장된 수소로 전력을 생산하고 생산된 물은 초순수로 저장 또는 첨단제품의 생산에 원료로 사용할 수 있기 때문에 뫼비우스의 싸이클을 가져올 수 있다.

　뫼비우스 띠 위에서 걸어갈때는 2차원적 면위를 끝없이 걷지만 관찰자의 위치에서 뫼비우스 띠를 볼때는 3차원적인 위상이 보인다. 태양에너지가 어떻게 물질이 되며, 물질이 어떻게 에너지가 될 수 있는지에 대해서는 자연현상에서는 일상화되었지만 인류는 이제 오묘한 자연을 이해하고 활용할 수 있는 것에 눈을 뜨기 시작했다. 미량의 물질이 핵분열이나 핵융합을 통해 가공할만한 막대한 에너지를 만들어내며 또한 그로 인한 새로운 물질이 만들어진다는 것을 알게 되었다. 그리고 가장 안전하고 지속가능한 재생에너지는 수소를 통한 에너지 생성과 반응후 생성된 물이 다시 태양에너지를 통해 수소로 생산될 수 있는 오래전 밝혀진 원리가 이제 생존을 위한 가장 기본적인 법칙으로 재탄생되게 되었다. 에너지의 뫼비우스는 간단하다. 태양에너지와 물이 반응하여 수소와 산소를 생성하고 시나브로 뫼비우스의 따른 면에서는 수소와 산소가 반응하여 전기와 열과 물을 생산하는 무한궤도를 걷는 것이다.

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