무한한 우주를 상상할 수 있나요?
흔히 우주를 표현하는 말로 '끝없는', '드넓은', '무한한'이라는 단어를 사용합니다. 굳이 설명할 필요도 없이 우주는 너무나 거대하고 넓습니다. 하지만, 아무리 거대하고 넓은 것도 끝은 있지 않을까요? 여러분의 생각은 어떠신가요? 우주는 끝이 있는 유한한 공간일까요? 아니면 무한한 공간일까요?
우주 공간에 대한 과학자들의 생각
일반적인 상식으로 우주는 빅뱅으로 생겨났고 계속 팽창한다고 하는데, 언뜻 우주의 모습이 마치 풍선 같은 이미지가 그려집니다. 유한한 공간으로써의 우주를 생각해 왔습니다. 그리고 우주가 무한이라고 하면 왠지 비과학적인 것이라 치부하는 경향이 있습니다.
하지만 무한도 수학의 한 영역일 뿐 아니라 우리의 우주 공간의 크기에 대해 많은 과학자들이 무한하다고 생각하고 있습니다. 과학자들이 우주가 무한하다고 생각하는 근거는 무엇이고 이로 인해 파생되어 생각해 볼 수 있는 것들은 어떤 것들이 있는지 살펴보도록 하겠습니다.
우주가 무한하다고 생각하는 이유
무한의 우주라니.. 사실 상상하기가 어렵습니다. 아직은 정확히 우주가 유한한 지 무한한지에 대한 명쾌한 답은 아직은 없습니다. 하지만 많은 과학자들은 우주가 무한한 것으로 생각하고 있다고 합니다. 우리나라에서도 유명한 '엘리건트 유니버스'의 저자 브라이언 그린의 책 '멀티 유니버스'의 글을 인용하여 말씀드려 보겠습니다.
관측만으로는 유한-무한을 가려낼 수 없지만, 물리학자와 천문학자들이 발표한 논문을 보면 대체로 우주가 무한하다는 가정을 선호하는 것 같다. 내가 보기에 이것은 우주가 무한하다는 오래된 관념이 어딘가에 남아 있어서 유한 비디오 스크린에 관심을 덜 둔 탓도 있고, 결정적인 이유는 유한한 우주가 수학적으로 훨씬 다루기 어렵기 때문일 것이다. '멀티 유니버스 56p' 브라이언 그린 著
우주가 무한하다고 생각하는 것은 우주가 유한하다는 증거가 없기 때문입니다.
우주가 유한하지 않다는 증거 : 별의 반복 영상이 없음.
우주가 무한하다는 근거로 삼는 것 중 하나가 별의 반복 영상이 없다는 것입니다. 반복영상이 생겨야 하는 이유에 대해 말씀드리자면, 만일 우주가 유한했다면 빛이 우주의 끝에서 끝까지 이동했을 때 반사되든 반대쪽으로 나오던지 이미 몇 번 우주 내부를 왕복했을 것이라는 생각을 해볼 수 있습니다. 몇 번 우주를 왕복했다면 당연히 우리의 망원경에 같은 모습의 빛의 여러번 남아야 할 것입니다.
하지만 아직은 어떤 관측 자료도 이런 현상은 발견되지 않았습니다. 이것이 의미하는 것은 우주상 어떤 빛도 아직 우주를 한바퀴 이상 돌지 않았다는 것 또는 우주의 크기가 무한하기에 빛이 한바퀴 이상 돌지 못한다 라는 것 중 하나일 것입니다. 과학자들은 후자라고 생각하는 경향이 있습니다.
물론 이것만으로 우주가 무한하다고 단정지을 수는 없습니다. 우주가 유한하지 않을 수 있다는 의미 이상으로 생각할 수 없을 뿐입니다.
만일 우주가 무한하다면?
만일 정말 우주가 무한하다면 좀 황당한 생각으로 이어지게 됩니다. 우주가 무한하다면 지금 우리 지구와 똑같은 행성이 있을 가능성이 무한대가 됩니다. 똑같은 태양계와 똑같은 지구에서 우리와 똑같은 생김새를 가진 문명이 무한하게 존재할 가능성도 역시 무한대입니다.
모든 형태의 우주 또한 존재할 가능성이 있다는 것입니다. 평행우주가 사실일 수도 있는 것이죠.
우리의 우주가 무한의 공간인지 유한의 공간인지 아직 정확히 알 수는 없지만 우리의 우주는 알면 알수록 놀라운 곳이라는 것은 분명한 것 같습니다.
