[이광식의 천문학+] 90년 전 명왕성 발견의 숨은 공로자…여성 수학자의 사연

90년 전인 1930년 2월 18일 고졸의 아마추어 천문가 클라이드 톰보가 한때는 ‘제9의 행성’이었던 명왕성을 발견해 세상을 놀라게 했다. 세계의 천문학자들의 로망이라 할 수 있는 명왕성 발견은 천문학사의 한 페이지를 장식할 만한 쾌거였다. 그러나 이 발견 뒤에는 한 여성 수학자의 땀이 서려 있다는 사실은 거의 알려져 있지 않다.

천문학자 퍼시벌 로웰 밑에서 일한 엘리자베스 윌리엄스가 바로 그 수학자로, 제9 행성의 존재를 최초로 이론화했다. 로웰은 제9 행성의 발견이라는 숙원을 이루지 못한 채 죽었지만, 그 꿈은 천문대의 신참인 톰보에 의해 몇 년 뒤에 이루어지게 되었다. 두 사람의 명왕성 탐색은 윌리엄스의 계산에 의존했지만, 그 수학과 수학자는 역사의 뒤편으로 사라져 잊혀지고 말았다.

세상에 알려지지 않은 '컴퓨터'라 불린 여성 수학자　

로웰 천문대 천문학 박사과정 학생인 캐서린 클라크는 “퍼시벌 로웰이나 클라이드 톰보에 대해서는 많은 사실들이 알려져 있지만, 명왕성 발견을 뒷받침한 계산을 수행했던 엘리자베스 윌리엄스에 대해서는 불행하게도 그렇지 못하다”고 스페이스닷컴에 밝혔다.

이러한 계산은 명왕성 존재를 탐색하는 데 필수적이었다. 애초 천왕성과 해왕성의 궤도 오차에서 제9 행성의 존재가 예측되었던 것이다. 그러나 그 위치를 찾아내는 데는 매우 복잡한 수학이 필요했고, 윌리엄스를 비롯한 다른 수학자들이 천문대에서 그 같은 계산 작업을 수행했다. 당시에는 컴퓨터가 없었기 때문에 일일이 사람의 손으로 계산작업이 이루어졌는데, 이를 담당한 인력은 거의 여성들로, ‘컴퓨터’라고 불리었다. 윌리엄스는 해왕성과 천왕성 궤도의 불일치에 기초하여 미발견 행성의 크기와 위치를 계산했다.

1930년 마침내 톰보가 태양계 가장자리에서 천천히 움직이는 천체를 찾아냈을 때 윌리엄스의 계산은 빛을 보았다. 클라크는 “그녀의 계산에서 특정 결과가 도출되었으므로 매우 흥미로운 사실”이라고 덧붙였다. 하지만 발견 당시 윌리엄스는 그곳에 없었다. 1922년 윌리엄스는 결혼했고, 로웰의 미망인은 결혼한 여성을 고용하는 것이 부적절하다고 생각했기 때문에 그녀를 해고했던 것이다. 윌리엄스 부부는 자메이카의 하버드 천문대에서 일자리를 얻었다. 1935년 윌리엄스는 남편을 사별하고 뉴햄프셔로 이사하여 빈곤 속에서 불우하게 죽었다.

"우리는 여성 과학자들에게 큰 빚을 지고 있다"　클라크는 지난달 호놀룰루에서 열린 미국천문학회 235차 회의에서 로웰 천문대 역사가 케빈 쉰들러와 협동한 윌리엄스과 그녀의 연구에 대해 발표했다. 그녀는 윌리엄스 연구에 뛰어들게 된 것은 “여성이 당시 천문학의 어떤 분야에서 활동했으며, 그들이 천문학에 기여했던 부분을 보다 잘 이해하고 싶었기 때문”이라고 밝히면서 “그들이 수행했던 계산은 아주 복잡하고 지루한 작업으로 난 도저히 할 수 없었던 일”이었다고 덧붙였다.

그러나 윌리엄스는 고급 수학이 필요한 그러한 작업에 특히 재능이 있었고, 특이하게도 한 손으로 글을 쓰고 다른 손으로는 프린트를 하는 양손잡이였다고 클라크는 밝혔다.

물론 이 같은 끔찍한 계산은 오늘날 모두 컴퓨터에 의해 이루어지고 있다. “우리는 요즘 최첨단 컴퓨터에 크게 의존하여 업무를 수행하고 있으며, 이를 통해 정말 멋진 과학을 만들 수 있다”고 말하는 클라크는“과거에 천문학자들이 어떻게 일을 했는가를 아는 것은 곧 역사를 뒤돌아보는 일이며, 특히 초기에 어려운 계산작업을 수행한 여성 연구자들에게 크게 빚을 지고 있다는 사실을 알 수 있다”고 설명한다.

윌리엄스의 업적이 잊혀진 것은 과학사에서 이제껏 여성이 어떤 대우를 받았는가를 단적으로 보여주는 하나의 사례에 불과하다고 밝히는 클라크는 “그늘진 곳에서 일했지만 그들은 천문학에 기여하고 있었다”고 강조한다.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com