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11. ‘빅뱅에서 빅 쇼로’

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작성자 최고관리자 작성일 21-06-08 01:59 조회 883 댓글 0

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11. ‘빅뱅에서 빅 쇼로’
 
  인간이 품고 있는 우주에 대한 물음은 인류가 존재해 온  이래 끊임없이 이어지고 있다.
  20세기 초인 20년대까지 우주는 변화하지 않는 정적인 존재라고 믿었다. 그러나 처음으로 과학적인 실험결과를 통해 우주가 팽창하고 있음을 알게 되었다. 그리고 팽창의 속도는 은하가 멀수록 더 증가하고 있었다. 영국의 천체물리학의 세계적 권위인 호킹은 우주 팽창의 속도를 동전의 크기에서 1의 마이너스 30승 초에 은하 넓이의 천만 배로 팽창한다고 했다. 어쨌든 Hubble이 스펙트럼 분석으로 얻은 이 우주팽창설은 우주과학 이해의 전기를 이룬 셈이다.
  여기서 이 우주의 팽창과정을 반대 방향으로 돌이킨다고  가정해 볼 수 있겠다. 그러면 우주는 계속 축소되어 원점에 접근하게 될 것이다. 즉 우주의 근원인 이 미소 점은 상상하기 힘든 정도로 작으면서 무한에 가까운 큰 비중과 열 에너지를 보유하고 있을 것이다. 즉 이 특이점(singularitaet)은 우주의  모든 에너지가 집중되어 있는 점이다. 원점과의 거리는 10의 마이너스 35승 미터(Planck 기리)라는 상상조차 하기 힘든  단위로 축소된다. 그러나 '0'에 이를 수는 없다. ‘0’ 에서는  공간이 곡선을 그리며 압력과 온도는 무한으로  증가한다.
  우주의 폭발과 팽창은 생성과정과 원인을 알 수 없는 이 ‘에너지 뭉치’ 의 폭발로부터 시작되었다고 보는 것이 빅뱅 이론이다. 이때가 우주의 존재가 시작되는 순간이다. 시간과 공간도 동시에 생성되기 시작했다. 그것은 137억 년 전이었다는 결과도  나왔다. 이 빅뱅 이론에 대해서는 네 가지의 강력한 과학적  증거가 있어 전반적으로 인정되고 있지만 반론도 일고 있다. 2004년 『New Scientist』지에는 빅뱅이론에 대한 근본적인 회의론에 많은 학자들이 서명한 일이 있었다.
관심의 초점은 이 대폭발의 초기 단계에 집중되어 있다. 빅뱅의 원인 즉 우주생성의 근원에 대한 의문과, 이와 직결되어  빅뱅 이후 첫 1초 혹은 10초 이내의 의문을 밝히려는 것이다.
  우주생성에는 신의 의지가 개입되었다는 이론이 있는가 하면 ‘무(Nichts)’에서 생성되었다는 이론도 있다. 이 후자는 양자 효과(물질의 미시의 세계를 다루는 Quanteneffekt)로 우주생성을 설명하는 것으로 이는 공간과 시간이 없는 상태에서 에너지를 생성시켰다는 초자연적인 힘으로서의 신의 의지를 배제한다. 이는 양자역학의 터널효과 - 일부 입자가 에너지가 부족해도 높은 에너지장벽을 넘는다는 - 와 양자요동 등을 통한 우주 생성론이다.
  또 여러 우주의 공존설이 있는가 하면 두 개의 우주론도  있다. 호킹은 마치 끓는 물에서 거품이 생겨나 일부 사라지기도 하고 혹은 점차 커질 수 있는 현상과 우주탄생을 비유한다.
  위에 소개한 물리학자들의 서명운동은 천체물리 전반에 대한 회의론을 제기한 것이어서 큰 의미가 있다.
  독일에서 최근 한 이론물리학자의 저서가 파문을 일으키고 있다. 현재 뮌헨에서 고교교사로 있는 필자 운찌커(Unzicker) 박사는 다년간 천체물리학자로 활약했었다. 그의 저서는 천체물리학 전반에 대한 비관적 회의주의에 싸여 있다. 그의 반론은 다각적이다. 300여 단원으로 간략하게 천체물리 전반에  대한 비판적 논평을 가하고 있다.
  그는 ‘집안망신을 시키는 자(Nestbeschmutzer)’의 역할을 하고 있는 것이다. 『Vom Urknall zum Durchknall』이라는 책의 표제 역시 도전적이다. 빅뱅은 독어로 ‘Urknall’로 번역된다. 원초적 폭발이라는 뜻이다. 이 제목은 ‘빅뱅에서 빅 쇼로’라는 번역이 적합할 수 있겠다. 이론물리에 대한 근본적인 불신감이 깔려 있는 저서이다.
  태양계에서 테스트한 이론을 전 우주에 확대 응용한다는데 무리가 있다는 주장을 펴며 양자이론(Quantentheorie)에 대해서도 같은 의문을 제기한다. 미시세계에 적용되는 이론을 우주현상에 적용한다는 데 대한 회의적 시각이다. 앞으로 우주  생성이론을 종합적으로 해결할 것으로 기대하고 있는 ‘M-  이론’ 에서도 혼란스럽기는 마찬가지다.
  호킹에 따르면 우리의 우주는 ‘무’에서 생성된 많은  우주가운데 하나일 뿐이며 이러한 결과는 물리법칙, 즉 자연과학에 기초한 예측에서 나온 당연한 결론으로 본다. 그리고 이러한 창조에는 초자연적인 존재의 개입을 요하지 않는다는 것이다.
  저자는‘천체물리학에는 점성술에 맞먹는 웃기는(laecherlich) 헛소리가 많다’는 혹평을 가하기도 한다. 이론물리학의 결과를 과학 공상소설과 비교도 하고 있다. 예로 빅뱅이론의 핵심을 이루는 폭발에 의한 배경복사(Hintergrundstrahlung)의 마이크로웨이브 파는 빅뱅 초기의 불덩어리에서 나온 수소와 헬리움이 – 당시에는 원자의 구조조차도 없는 상태였다 – 100억년( ! ) 이상이 지난 지금 측정기에 도달했다는 사실에 소름을 끼친다고  서술하고 있다.
  그의 저서는 국제학술회의나 개인적인 접촉을 통해 학자들과 대담을 한 내용 혹은 학술논문에 대한 자신의 해석과 회의적인 견해를 피력해 놓은 단편집이다.
  여기서는 수학적 결과가 자신의 현재 모델과 일치하지 않는다는 이유로 배제된다. 이론적인 계산에 사용되는 많은 모델은 점차 복잡해지고 있으며 의미를 알 수도 없는 수식으로 바뀌어  간다. 입증이 안 된 가설이 나타나고 임의로 선택될 수 있는 파라미터는 자기 주장에 부합되는 것으로 선택되어 이론구성에 뒷받침이 된다. 저자는 ‘초끈이론(Stringtheorie)’ 을 종교와 비교하기도 한다. 이론에 바탕을 둔 계산의 결과가 아닌 믿음의 소산이라는 것이다.
  심각하게 받아들여질 만한 저자의 반론도 있다. 그것은 열역학이나 핵물리학 법칙이 빅뱅이 일어난 당시에도 유효했다고 가정한다는 것이다. 여기서 얻어진 결과는 정확성이 결여될 수밖에 없다는 것이다.
  저자는 오늘날 이론물리에 대한 근본적인 불신감이 일고 있다고 말한다. 이제 이론물리가 막다른 골목에 달했고 학문의 영역을 벗어나는 환상에 가깝다는 것이 저자의 주장이다. 학자들의 헛소리 같은 결과를 신뢰하지 말고 읽으면서 스스로 사고하라는 것이 그의 충언이다.
  물리학이 불만족스러운 결과를 낳고 있는 현실에서 우주의 궁극적 비밀을 탐구하려는 인간지능의 한계를 엿볼 수 있다는 점은 오히려 충분한 의미와 시사점을 품고 있다고 생각된다.  [유럽리포트*2013]

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