평행 우주 이론

평행 우주 이론은 말도 안 되는 추측으로 치부되어 왔습니다. 그러나 이제는 세계적으로 저명한 과학자들도, 이런 세계가 실제 로 존재한다고 주장합니다. 우주의 탄생인 빅뱅에 관한 최신 이론에서부터 아원자 입자의 성질에 이르기까지 평행 우주 이론 은 과학계에서 새롭게 주목 받기 시작했습니다. 평행 우주는 어떤 곳일까요? 우리가 가볼 수 있을까요? 만약 간다면, 누구를 만나게 될까요?

다중 우주라고 불리는 시공간 속에서, 빅뱅은 항상 일어나는 작고 무의미한 사건에 불과할지도 모른다.

 

 

과학자들이 말하는 세 가지 평행 우주 과학에서 말하는 평행 우주는 SF 속의 평행 우주와 같은 그림일까요? 평행 우주가 있다고 주장하는 과학자들은 세 가지 서로 다른 유형의 평행 우주가 있다고 말합니다.   우리 눈에 보이는 우주의 끝 너머에 존재하는 평행 우주, 어두운 에너지로 가득 찬 신비로운 풍경 속에 존재하며 다중 우주라고 부르기도 하는 평행 우주, 또 우리가 살고 있는 바로 이 공간 안에 있는 평행 우주입니다.

 

양자 역학으로 말하는 평행우주 독일 물리학계의 거장 중 한 명인 필리프 레나르트 (Philipp Lenard, 1862~1947)는 빛의 성질을 연구 하고 있었습니다. 그는 초자연현상에 애착을 가졌 던 윌리엄 크룩스 경(William Crookes, 1832~1919 )이 발명한 장비를 사용하여 과학 역사상 가장 중요 한 실험 중 하나를 고안해 냈습니다.   그는 작은 금속판에 밝은 광선을 비추면서 전기가 생산되는 양을 측정했습니다. 그는 빛이 연속적인 파동으로 이루어진다고 생각했기 때문에, 밝기를 증가할수록 전류가 높아질 것으로 생각했습니다. 굉장히 간단한 실험처럼 보였습니다. 하지만 실험 이 진행되자 파동설은 전혀 들어맞지 않았습니다. 사람들은 밝은 빛을 비출수록 전류가 증가할 거라 고 생각했지만 실험 결과 나온 빛의 세기와 전류의 관계는 이해할 수 없는 것이었습니다.

 

그러나 아인슈타인(Albert Einstein, 1879~1955)이 나타나 모든 것을 완벽하게 설명해냈습니다. 빛이 오로지 파동이라면 이해할 수 없지만 동시에 작은 알갱이이기도 하다면 가능하다는 것입니다. 각 알갱이들이 금속판을 쳐서 전자를 떼어내는 것입니다. 우리는 이 알갱이를 양자라고 부르게 됩니다.   아인슈타인은 양자역학의 토대를 마련했습니다. 이 과학적 혁명이 곧 평행 우주 이론으로 이어지게 됩니다. 이 새로운 이론 은 우리 주위의 물리적인 세계를 아원자적 차원에서부터 완전히 새로운 방식으로 설명하고 있습니다. 빛이 파동인 동시에 입자일 수 있는 것처럼 반대로 물질을 이루는 입자들이 동시에 파동일 수도 있습니다. 그들은 한 번에 여러 가지 다른 일을 할 수 있습니다. 갑자기 나타났다가 갑자기 사라질 수도 있습니다. 어떻게 동시에 한 곳 이상의 위치에 있을 수 있을까요? 이 기묘한 결론은 양자 논리가 이끌어 낸 것입니다. 우리의 우주를 이루는 모든 물질은 입자로 구성됩니다. 하지만 파동은 고정된 위치를 갖지 않습니다. 따라서 모든 입자가 파동이기도 하다면 한 입자는 동시에 두 장소에도 있을 수 있는 것입니다.

 

우리의 우주를 이루는 입자가 파동이기도 하다면, 한 입자는 동시에 두 장소에도 있을 수 있다.

우리의 우주가 무한히 크다면, 원자와 분자의 한정적인 배열 은 어쩔 수 없이 반복되면서 우리와 비슷한, 똑같은 존재를 만들어낼 수도 있다.

 

팽창이론으로 말하는 평행 우주 앨런 구스(Alan Guth, 1947~)는 오랫동안 가장 크 고, 가장 격렬했던 변동에 대해 묵묵하게 연구를 계 속해 왔습니다. 바로 빅뱅입니다. 우리가 사는 우주 가 태어나던 순간, 온도는 믿을 수 없을 정도로 높 이 치솟았고, 엄청난 에너지가 단 한 번의 폭발로 이 우주를 탄생시켰습니다.   앨런은 이 빅뱅에 대한 가장 설득력 있고 자세한 설명을 내놓았는데 여기에는 거품의 도움이 있었습 니다. 앨런은 빅뱅이 일어난 직후, 아주 짧은 순간 동안에 최초의 우주가 엄청나게 빠른 속도로 팽창 했다고 말합니다. 거품처럼 말입니다. 이 짧은 팽창 의 순간에 우리가 사는 우주의 기초가 형성되었습 니다. 이때 팽창한 거품이 지금 우리를 둘러싼 우주 를 형성했습니다. 그런데 어떻게 다른 현실이 만들 어질까요?

 

우리가 보는 것은 진짜 우주의 아주 작은 부분에 불과할 가능성이 있습니다. 우리의 우주가 정말 무한히 크다면 한 가지 이상 한 논리가 성립됩니다. 무한한 크기의 우주에서 원자와 분자의 한정적인 배열은 어쩔 수 없이 반복되면서 우리와 비슷한 이들 을 만들어 내고 결국에는 똑같은 존재도 만들어낼 수 있다는 것입니다. 모든 경우의 수가 바닥나면 똑같은 가능성이 반복될 것입니다. 우주가 무한히 넓다면 어딘가에는 지구와 똑같이 원자가 배열되어 만들어진 행성이 있고 우리가 보는 모든 것이 복제되어 있을 것입니다.

 

다중 우주에 근거한 평행 우주 빅뱅에 대한 의문 중 일부는 팽창 이론으로 설명됩 니다. 하지만 로라 머시니 하우턴(Laura Mersini -Houghton)을 비롯한 많은 물리학자들에게는 또 다른 명백한 의문이 존재합니다. "무엇이 애초에 빅뱅을 일으켰는가?"   많은 과학자들은 빅뱅을 만들어 낸 에너지가 우리 우주가 시작되기 전부터 존재했을 거라고 주장합니 다. 다중 우주라고 불리는 시공간 속에 말입니다. 우리는 빅뱅이 엄청난 사건이었다고 생각합니다. 하지만 다중 우주 속에서 빅뱅은 항상 일어나고 있 는지도 모릅니다. 우리가 사는 우주의 탄생은 단지 작고 무의미한 사건에 불과했을 수도 있습니다. 수없이 많은 다른 우주들이 존재하고 있다면 말입 니다. 다중 우주가 거품 같은 우주들을 수없이 만들 어 낸다면 우리 몸과 지구에 존재하는 물질들을 형 성하는 패턴도, 수없이 반복되고 있을 겁니다. 지금 여러분의 인생이 다중 우주 어딘가에서 반복되고 있을지도 모릅니다.

 

글·영상/사진 제공 내셔널지오그래픽채널