물리학자들에게 널리 알려진 삼체문제(three body problem)는 천체의 궤도가 동요하면서 우주 질서에 혼란이 빚어지는 현상을 가리킨다. 보다 전문적으로는 3개의 질량 물체가 지닌 만유인력이 각각 나머지 두 개 물체에 작용하면 정삼각형 또는 타원 공동 중심 이동을 하지 않는 한 3개 물체의 운동 궤적을 구하는 것이 불가능하다는 이론이다.
예측 불가능한 삼체 문제
이 이론이 최근 핵과학자 및 군사 전문가들 사이에 우려의 대상이 되고 있다고 미 뉴욕타임스(NYT)가 26일(현지시간) 보도했다. 중국이 빠르게 핵무기를 늘리면서 핵 초강대국이 세 나라가 되면 70년에 달하는 미러 핵경쟁 경험으로는 상상하기 힘든 새로운 위험이 발생할 것이라는 우려다.
미 신안보센터(CNAS)의 앤드류 크레파인비치 주니어 선임 연구원은 천체 물리학자들이 밝혀낸 자연의 불안정성 때문에 세 나라들이 “위기 때 핵무기를 사용하기가 쉬워질 것”이라고 말했다.
전문가들은 3극 체제로 인해 인간의 생존이 위태로워질 수 있다고 전망한다. 동시에 그들은 아이작 뉴튼 이래 인류의 삼체문제 경험에서 위험을 완화할 해법을 찾을 수 있을 것으로 기대하지만 아직은 해법이 제시되지 않고 있다고 지적한다.
버락 오바마 대통령 정부에서 미 핵무기를 관리하는 에너지 장관을 지낸 물리학자 언스트 모니즈는 “무기와 발사 수단을 같게 만드는 기존의 정책을 바꿔야 하지만 어떻게 해야 하는 지가 아직 불명확하다”고 말했다.
그러나 천체물리학자 프랑스 코르도바는 삼체문제 현상에 대한 자연과학 연구가 군사적 위험을 규명하는데 도움이 될 것이라고 밝힌다.
강경파들은 중국에 맞서 미국의 핵무기 보유를 크게 늘려야한다고 주장하고 온건파들은 3국이 함께 핵무기를 감축해야 한다고 주장한다.
반면 제이크 설리번 국가안보보좌관은 미국이 수량이 아닌 질로 대응해야 한다고 강조했다. 그는 미국이 “상대보다 많은 무기를 갖지 않아도 공격을 억지할 수 있다”고 말했다.
자연계에서 3자 사이의 관계는 예측이 불가능할 정도로 복잡하다. 3개의 2자의 관계를 더한 것으로 3사람 사이의 관계를 설명할 수 없기 때문이다.
예컨대 핵과 주변을 도는 전자 1개로 구성돼 있는 수소의 경우 원자보다 작은 입자들의 움직임을 정확하게 예측할 수 있지만 전자가 1개 더 많은 헬륨의 경우는 예측이 불가능하다.
이같은 괴리 현상은 소용돌이, 토네이도, 태풍 등 바다와 대기의 움직임에서도 나타난다. 2개의 소용돌이가 근접하면 함께 직진하거나 회전하지만 3개가 겹쳐지면 소멸할 수도 있는 등 무질서하게 움직여 예측이 불가능하다. 2개와 3개 사이엔 엄청난 괴리가 있는 것이다.
인간관계도 마찬가지다. 자녀가 둘일 경우 둘 사이의 관계는 한가지다. 그러나 세 번째 자녀가 생기면 자녀들 사이의 관계가 둘 사이의 1대1 관계 3가지, 한 자녀와 나머지 두 자녀 사이의 관계 3가지, 3자녀 그룹 관계 등 7가지의 경우로 늘어난다.
우주에서도 마찬가지다. 중국 소설가 류츠신의 과학소설 “삼체 문제”는 3개의 천체가 불규칙하게 서로 다른 천체 주위를 움직이는 상황을 그렸다. 소설은 3개의 천체가 불규칙하게 움직이면서 몇 분 사이에 극단적으로 뜨겁거나 차가운 상태로 전환하는 상황에서 생존에 집착하는 외계문명이 만들어졌다는 설정에서 전개된다.
다만 우주에서 삼체 행성은 비교적 드물다. 다른 두 행성보다 궤도가 먼 행성이 주변의 다른 행성계에 흡수되는 등으로 궤도를 이털하기 때문이다. 이체 행성과 3체 행성의 비율이 대략 4대 1 정도다.
냉전시대는 양극체제로 미국은 1952년에, 소련은 1955년에 수소폭탄을 실험했다. 히로시마 투하 원자폭탄 수천 배의 위력을 가진 폭탄이 개발되면서 상호 확증파괴 이론이 성립했다.
미소가 보유한 핵무기 양을 비슷하게 맞춤으로써 교착상태를 이뤄 전쟁을 막을 수 있다는 전제로 협상을 벌였다.
중국 핵무장 확대로 3극체제 되면 불안정성 급증
그러나 중국이 2035년까지 핵탄두 1500개를 보유하게 되면 미국, 러시아와 대등한 핵보유국이 될 전망이다.
이에 따라 3자가 만들어내는 복잡한 상황이 예측 불가능할 것이라는 우려가 늘고 있다.
다만 일부에선 러시아가 쇠퇴하면서 미국과 중국이 양극체제를 형성할 것이라는 전망도 한다.
또 시그프리드 해커 전 로스알라모스 무기연구소장은 미국이 러시아와 중국을 각각 분리해 대응해야 한다고 주장한다. 두 나라와 2개의 양극 관계를 형성해야 한다는 것이다.
문제는 중국이 러시아와 군사조약을 맺고 있다는 점이다. 이 때문에 일부에선 미국의 핵보유량을 빠르게 늘려야 한다고 주장한다. 그러나 많은 전문가들이 미국에 상응해 중국과 러시아도 핵무기를 늘릴 것이기 때문에 이 같은 노력은 궁극적으로 성공이 불가능할 것으로 본다. 결국 오판에 의한 전쟁 가능성만 높아질 뿐이다.
억지력을 기민하게 만드는 것이 해법
이와 관련 미 앨래스카주 맥스웰 공군기지의 멜빈 딜 첨단핵억지력연구소장은 삼체 문제에 따른 생존 위협을 효과적으로 억지하려면 “억지력이 기민해져야 한다”고 강조했다.
그는 19세기 프러시아 군사학자 칼 폰 클라우제비츠가 자석 3개를 함께 두었을 때 변화를 예로 들며 삼체문제에 따른 전쟁 억지 문제를 개척했다고 소개했다.
딜 소장은 3극체제가 “매우 역동적으로 끊임없이 변화하지만 문제의 범위가 한정되며 일부 안정성이 있다”면서 “안정을 유지할 수 있는 길을 찾아낼 수 있을 것”이라고 전망했다.
그는 세 나라 가운데 “어느 나라도 다른 나라를 지구상에서 지워버릴 수 있는 나라는 없다”고 강조했다.
