청화스님과 현대물리학

우주 저 너머에도 당신이 있다...우주의 대칭

장백산-1 2015. 5. 13. 13:19

 

 

우주 저 너머에도 당신이 있다...우주의 대칭

[COVER STORY] 01 대칭과 우주

테크앤비욘드 노성호 기자 |입력 : 2014.05.28 18:19

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우주의 비밀을 푸는 건 수학에서 시작됐다. 피타고라스는 ‘만물의 근원은 수’라고 말했고, 400여 년 전

갈릴레이 갈릴레오도 ‘세계는 수학이라는 언어로 쓰인 장대한 책’이라며 숫자가 만물과 우주를 설명하는

열쇠라고 판단했다. 어쩌면 소수는 물질의 순서일 수도 있다. 2, 3, 5, 7, 11…로 진행되는 소수는 현재

슈퍼컴퓨터로 계속 찾고 있다. 소수는 자연수에서 작은 수에 많다가 큰 수로 갈수록 빈도가 줄어든다.

소수는 처음 100까지 사이에서 25개로 25%나 존재하지만 1억까지 범위를 넓히면 576만 1455개로

겨우 6%밖에 되지 않는다.



우주 저 너머에도 당신이 있다
이는 빅뱅 후 공간의 초확장 모습과 닮았다. 소수를 근원 물질에 대입해 보면 초창기 소립자 등이 탄생하는

법칙이 숨어 있을 수도 있다. 그렇게 따져보면 원소 주기율표에서 아직까지 찾지 못한 원소가 소수의 개수

만큼 많을지도 모른다.


앨버트 아인슈타인의 상대성원리를 증명하려다 빛이 파동이면서 입자인 사실을 입증하면서 量子力學이

발달했고, 이를 토대로 1980년대에 우주를 설명하는 끈 이론이 탄생했다. 그런데 끈 이론으로 계산하면

이상하게 세계가 5개로 나온다. 최근에는 거울대칭현상에 의해 5개의 끈 이론, 또는 더 많을 수도 있는

 세상과 우주가 사실은 1개로 설명된다는 사실이 밝혀졌다. 즉 거울에 비친 모습이 대칭이나 역대칭

등으로 다르게 보이는 것처럼 5개 또는 그 이상의 세상으로 보이는 우주가 사실은 하나의 원형이 잠깐

반복, 대칭되는 모습이었다는 것이다.



러시아 양파인형 같은 우주


 러시아에 가면 다들 기념으로 마트료시카 인형을 사온다. 양파처럼 까면 깔수록 똑같은 모양의 인형이

계속 나온다. 최근에는 평행이론을 우주로까지 발전시킨 평행우주에서 한 단계 더 나아가 우주가 몇 겹의

또 다른 차원의 우주로 포장돼 있다고 주장하는 과학자도 나왔다.


평행우주론 권위자인 매사추세츠공대(MIT)의 맥스 테그마크 박사는 4개의 평행우주가 겹겹이 존재한다고

주장한다. 그의 이론에 따르면 지구와 같은, 지구에 사는 당신과 똑같은 사람이 우리가 볼 수 없는 영역의

우주에 존재한다는 것이다.

사실 우리가 보는 우주는 극히 일부분이다. 마치 우물 안 개구리가 ‘세상은 우물’이라고 생각하는 것처럼

우리가 보는 우주는 정확하게 표현하면 ‘빅뱅 이후 138억 년간 빛이 지구에 도달한 시공간의 크기’에

불과하다. 지평선이 있듯 우주에 지평선이 있다면 그 끝은 138억 년 전의 모습일 뿐이다.
그렇다면 138억 년 이전에는 우주가 없었을까?맥스 박사는 우리가 보지 못하는 ‘우주 지평선’ 너머에도

분명 수많은 세상이 존재한다고 판단한다.


지구가 속한 우주계와 같은 우주계가 무수히 많고, 그 우주계를 둘러싼 또 다른 세계도 존재한다는 것이다.

그걸 레벨1-레벨2-레벨3-레벨4로 부르는데 이는 개인-도시-국가-지구를 이루는 모습과 닮았다는 것

이다.즉 우리 몸에서 세포 하나에 어떤 생명체가 살고 있다고 하자. 그 생명체는 세포 안에서만 움직이고

활동한다. 그 생명체는 당연히 그 세포 하나가 세상이라고 판단한다. 그러나 실제로는 세포 옆에 또 다른

세포가 무수히 존재하고, 그 세포가 모여 근육이나 장기가 된다. 그리고 최종 모습인지 아닌지는 모르지만

사람이나 식물과 같은 생명체의 모습을 하게 된다.


그는 지구와 같은 모양의 지구가 존재할 수 있는 거리도 쟀다. 10의 10승의 118승 m의 거리에 존재한다고

한다. 이론상으로 그곳에는 지구가 있고, 한국도 있고, 당신과 거의 닮은 생명종이 사는 지구와 매우 유사한

세계가 존재한다. 어쩌면 지금 그곳의 한 곳에서 이 글을 읽는 당신과 똑같은 생각을 하고 있을 수도 있다.



웜홀을 통해 2세우주도 탄생
레벨4의 평행우주로 가면 웜홀을 통해 복제된 것 같은 우주도 탄생한다고 주장한다. 이 얘기는 웜홀을

통해 탄생한 우주는 2세우주가 되는 셈이다. 웜홀은 블랙홀과 화이트홀을 연결하는 시공간의 벽에 뚫려

있는 구멍을 말한다. 수학식으로 계산되어 연결된다.


맥스 박사의 이론은 철저한 대칭, 반복, 균형에 연결된다. 지금 우리가 살고 있는 지구나 우주의 질서와

다르지 않다. 단지 시공간의 규모가 인류의 상상력 영역 밖으로 아주 많이 벗어날 뿐이다. 우주는 완벽한

대칭 형태다. 중심이 없기 때문이다. 지구가 중심일 수도 있고, 어느 기준의 위일 수도 있다. 우주 공간의

어느 지점이나 다른 지점이나 똑같이 하나의 중심이 되기 때문이다. 방향도 없다. 따라서 우주는 그 자체가

대칭이고 반복이고 균형을 갖춘 완벽체다.


우주를 분석하는데 인류가 아직 극복하지 못한 것은 ‘시간’뿐이다. 20세기 초 위대한 여성 수학자로

알려진 독일의 아말리 에미 뇌터는 에너지 불변 법칙에 시간병진의 의미를 넣었다. 시공간은 함께 움

직이고 있는데 지구 시각으로는 중심도 없고 방향도 없으니 더 계산하기 어려운 건 아닐까.


noho@mt.co.kr


[COVER STORY] 대칭의 세계
1. 대칭과 우주 2. 대칭과 생물 3. 대칭과 문명 4. 대칭과 경제 5. 대칭과 수학