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[]다중 우주론(多重宇宙論)은, 우주가 여러 가지 일어나는 일들과 조건에 의해 통상적으로 갈래

신지훈 기자 3레벨 2016.01.10 10:08

다중 우주론(多重宇宙論)은, 우주가 여러 가지 일어나는 일들과 조건에 의해 통상적으로 갈래가 나뉘어, 서로 다른 일이 일어나는 우주가 사람들이 알지 못하는 곳에서 동시에 진행되고 있다는 이론이다. 다중 우주는 급팽창 이론, M이론, 양자역학 등을 설명하는 데 유용한 이론으로 생각되며, 과학계뿐만이 아니라 예술이나 철학과도 관련이 있다. 다중 우주론을 이용하면, 시간 여행에 의한 역설이 발생하지 않아, 타임 머신 같은 기기를 만들 수 있을 수도 있을 것이라는 견해가 있다. 과거로 돌아가 어떠한 영향을 주었다 하더라도 이에 영향받은 우주와 관계가 없는 우주가 평행으로 진행되기 때문이다. 이 다중우주에 대해서는 부정적인 견해도 존재한다. 대부분 우리 우주에 영향을 주지 않는, 평행하게 진행하고 있는 다른 우주를 관측하는 것이 불가능한 이상, ‘관측할 수 없는 것이 존재하고 있다’는 것은 합당하지 않다는 주장이다. 다중 우주와 평행 우주는 혼용되어 사용하기도 하나, 엄밀하게 구분하자면 둘은 다른 개념이다. 평행 우주는 다중우주의 하위 개념으로, 다중 우주에서 설명하는 수많은 막들은 우리 우주가 나아갈 수 있는 또 다른 경우의 수를 제시하고 있다는 이론이다. 다중 우주를 주장하지만 평행 우주를 반박하는 리사 랜들은 개개의 막(우주)가 현재 우리가 살고 있는 우주와 동일하다고 볼 수는 없다고 주장한다. 랜들의 설명에 의하면 5차원 이상의 공간 속, 4차원 시공간이 막처럼 존재할 수는 있지만 그 다른 우주가 우리 우주와는 전혀 다른 세계가 될 것이며 또 다른 우리는 있을 수 없다고 주장하고 있다. 따라서 다중 우주와 평행 우주는 차이점이 분명히 존재한다. 물리학의 다중 우주 편집 우주 배경 복사와 다중 우주 편집 2003년 WMAP 과학 위성이 우주 배경 복사를 매우 정밀하게 측정한 데이터를 살펴보면 우주에 있는 물질의 분포와 구성성분에 대해 알 수 있다. 관측결과에 따르면 양성자와 중성자로 이루어져 있는 보통의 물질은 전체 우주에서 4%밖에 안 되고, 우주의 22% 정도는 이와는 다른 암흑 물질로 이루어져 있다. 나머지 74% 정도는 암흑에너지로 이루어져 있다. 암흑 에너지는 다른 물질을 당기는 중력은 가지고 있지 않고 물질들을 서로 멀어지게 하는 작용을 가지고 있다. 암흑에너지의 구체적인 값과 관련된 문제를 단번에 해결하는 한 가지 방법은 우주가 하나가 아니고 여러 개 존재한다는 다중 우주라는 아이디어이다. 일반 상대성 이론과 다중 우주 편집 일반 상대성 이론에 몇 가지 가정을 추가하면 휘어지는 빛과 대폭발을 포함한 우주의 일반적인 특성을 계산할 수 있으며, 이 모든 값들은 관측결과와 매우 정확하게 일치한다. 뿐만 아니라 우주 상수를 고려한 ΛCDM 모형은 현재까지 관측된 거의 모든 우주론적 데이터를 설명할 수 있다. 한마디로, 일반 상대성 이론은 우주의 탄생과 죽음을 설명해주는 가장 설득력 있는 이론이라 할 수 있다. 그러나 이 이론에서 블랙홀과 화이트홀, 웜홀, 타임머신 등 상식을 거부하는 비정상적인 개념들이 파생된다. 이 개념들은 지금까지도 그 정체를 시원하게 드러내지 않은 채 과학자들을 괴롭히고 있다. 아인슈타인 방정식이 낳은 비정상적인 해(블랙홀, 화이트홀, 웜홀 등)들은 평행우주와 그들 사이를 연결하는 통로의 존재를 암시하고 있다. 일반 상대성 이론을 사용하게 되면, 균등하고 등방적인 우주는 프리드만 방정식을 따른다. 프리드만 방정식의 해는 세 가지 유형이 있는데, 닫힌 우주, 열린 우주, 그리고 평평한 우주다. 닫힌 우주란 우주의 초기 팽창 속도가 우주의 중력을 이기지 못할 정도여서 우주가 일정 기간 팽창한 후에는 다시 수축을 하게 되어 우주가 빅크런치(Big Crunch)로 종말을 맞이한다. 열린 우주는 초기 팽창 속도가 커서 우주가 영원히 팽창하게 되는 경우로, 우주는 절대 영도의 동결상태인 빅프리즈(Big Freeze)의 종말을 맞이한다. 평평한 우주는 이 두 가지 유형의 경계에 아슬아슬하게 있는 것으로서 계속 팽창을 하긴 하되 겨우 팽창을 유지하는 경우이다. 이 세 가지 유형은 우주에 들어 있는 물질(또는 에너지)의 양이 얼마나 많은 가에 달려 있다. 우주에 들어 있는 물질이 충분히 많으면(밀도가 충분히 높으면), 중력이 강해져서 우주는 닫힌 우주가 되고, 우주의 물질이 적으면(밀도가 너무 낮으면), 열린 우주가 된다. 초기 팽창 속도와 물질의 밀도가 조화를 이룰 경우에만 평평한 우주가 된다. 우리의 우주는 (거의) 평평한 우주처럼 보이는 것으로 관측되었다. 그렇다면 여러 가지 우주 밀도의 가능성 중에서 하필이면 왜 평평한 우주인가 하는 의문점을 낳게 된다. 우리가 사는 우주가 왜 하필 무한히 많은 가능성 중에서 단 한 경우뿐인 평평한 우주인지가 상당한 미스터리였다. 대통일 이론과 다중우주 편집 1970년대 중반에 물리학자들은 자연에 존재하는 네 종류의 힘(중력, 전자기력, 약력, 핵력)들 중 중력을 제외한 세 개의 힘을 하나로 통일하는 이론을 거의 완성하였으며, 여기에는 표준 모형이라는 이름이 붙여졌다. 표준 모형은 물리학 역사상 가장 성공적인 이론이었지만, 임의의 상수가 별다른 개연성도 없이 무려 19개나 도입되었다는 점에서 전혀 깔끔하지 못했다. 그래서 물리학자들은 보다 통합적인 대통일 이론에 더 큰 매력을 느끼고 있었다. 이 이론에 의하면, 대폭발이 일어나던 순간에 네 종류의 힘들은 '초힘'(superforce)이라는 단 하나의 힘으로 통합된 상태였다. 즉, 네 종류의 힘들이 모두 같은 세기로 작용하면서 구별이 되지 않는 상태였다는 뜻이다. 탄생의 순간에 우주는 이와 같이 완벽한 대칭성을 갖고 있었다. 그러나 우주가 급속하게 팽창하면서 온도가 내려감에 따라 원래의 초힘은 몇 개의 서로 다른 힘으로 분리되기 시작했다. 현재의 우주는 완전히 얼어붙은 상태이며 우리 눈에 보이는 우주는 전혀 균일하지 않고 대칭적이지도 않으며 온갖 종류의 물체들이 불규칙적으로 배열되어 있다. 그리고 우주에 존재하는 네 종류의 힘들 사이에는 아무런 상관관계도 없다. 오랜 세월 동안 온도가 끔찍하게 하강하면서 원래 갖고 있던 대칭성이 붕괴되었기 때문에 지금과 같이 무질서한 우주가 되어버린 것이다. 평행우주를 논리적으로 이해하려면, 우주의 탄생과정, 특히 자발적인 붕괴(우주의 위상변화가 일어나는 과정, 우주가 한 상태에서 전혀 다른 상태로 전환되는 과정)을 이해해야 한다. 하나의 우주가 탄생하여 자발적인 붕괴가 일어나면 기존의 이론에 포함되어 있던 대칭성도 함께 붕괴된다. 대칭성의 자발적 붕괴가 일어나면 GUT 대칭은 여러 가지 방법으로 깨질 수 있다. 다른 우주들은 우리의 우주와 전혀 다른 여분대칭(대통일 대칭)이 깨지고 남은 대칭)을 갖고 있을 것이다. 이 평행우주들을 서술하는 데 필요한 19개의 매개변수들은 우리의 우주와 다른 값을 가질 것이다. 다시 말해, 개개의 우주마다 힘의 종류와 세기가 다르고, 따라서 우주의 기본적인 구조도 다르다는 뜻이다. 이론적으로 대통일 대칭은 무한히 많은 방식으로 깨질 수 있다. 이때 얻어지는 무수한 해들은 각기 다른 우주를 나타낸다. 급팽창 이론과 다중우주 편집 급팽창 이론은 앨런 구스가 도입하였다. 구스는 우주가 태어나자마자 빠르게 팽창되었다고 가정하였다. 우주의 시공간은 인플레이션을 겪으면서 엄청난 규모로 팽창되어 현재는 거의 평탄한 상태이다. 당시의 표준 대폭발 이론으로는 우주 공간이 평평한 이유를 설명할 수 없었으나, 충분히 팽창되어 우주공간의 밀도가 1에 가깝다는 결론을 내릴 수 있었다. 이러한 급팽창 이론을 보완한 안드레이 린데는 시간과 공간 속의 임의의 지점에서 자발적으로 붕괴되는 우주를 구상하고, 붕괴가 일어날 때마다 팽창이 일어날 것으로 가정하였다. 이 때의 팽창 효과는 크지 않지만, 충분히 긴 시간 동안, 꾸준히 팽창한 것과 동일한 효과를 낳는다. 그렇다면, 팽창은 연속적으로 영원히 계속되며, 대폭발이 수시로 일어나면서 여러 개의 우주가 탄생하게 된다. 즉 다중우주의 모습을 띄게 된다. 하나의 우주는 영원하지 않지만, 다중우주의 원리는 계속 적용이 되며, 일부는 우주밀도 값이 너무 크기 때문에 소멸되거나, 혹은 너무 작아 계속 팽창하는 우주도 있다.

댓글8

  • 이희성 4레벨 2016-02-02 07:07

    0 0

    이거 정말 유용한 정보네요.

  • 신지훈 3레벨 2016-01-21 04:14

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    넵!

  • 최지안 4레벨 2016-01-19 09:53

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    좋은정보 감사합니다.

  • 구지회 6레벨 2016-01-10 17:20

    0 0

    오호

  • 김승호 2레벨 2016-01-10 15:12

    0 0

    우와아아아아아아아아아

  • 신현제 3레벨 2016-01-10 12:17

    0 0

    우앙아앙아앙아아아

  • 배서연 2레벨 2016-01-10 11:06

    0 0

    우와~~

  • 신지훈 3레벨 2016-01-10 10:26

    0 0

    결론 "차원"

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