무한한 가능성의 우주들

무한한 가능성의 우주들 - 다중우주의 비밀을 양자역학으로 파헤치다
로라 머시니-호턴 지음, 박초월 옮김 / 동녘사이언스 / 2024년 5월

저자가 우리 시대의 가장 위대한 두 가지 우주론적 질문이라고 생각하는 ‘우리 우주의 기원은 무엇인가? 그리고 그 너머에는 무엇이 존재하는가?’라고 하였다.(16페이지) 이는 내 일생일대의 의문 ‘인간은 어디에서 와서 어디로 가는가?’에 대한 의문에도 밀접한 관계로 생각되어 저자의 위와 같은 질문에 대해서 깊은 관심을 가지게 되었다. 이 질문은 우리 우주와 다중 우주의 개념을 갖게 하는 질문이기도 하다. 저자가 생각하는 것은 우주는 하나라기보다는 ‘우리 우주’라는 단어를 사용함으로써 ‘우리 우주’ 너머에 또 다른 우주가 있음을 전제로 한 ‘다중 우주’를 생각하게 한다. 검증하지 못하는 것은 ‘과학’일 수 없다는 논리로만 보면 저자의 이론은 검증되기 어렵고 단지 이론에 불과한 것이다. 그래서 사변적이라는 비판을 받기도 한다. 여기서 나오는 검증의 방법으로 ‘양자물리학’이 나온다. 우주 기원의 문제를 양자물리학 법칙을 적용함으로써 몇 가지 예측을 이끌어 낼 수 있기 때문이다. 이 책은 바로 ‘다중우주론’에 대한 이야기이다.

책은 총 11개 장으로 이루어져 있고 프롤로그와 에필로그가 있다. 프롤로그를 통해 저자의 관심사항을 스스로 제시하고 있으며, 책을 쓰게 된 배경 등도 쓰여져 있다. 에필로그는 역시 경계와 한계를 벗어나고자 하는 저자의 생각이 들어있다. 아직 가보지 못한 곳, 그곳에 대한 검증은 가봐야 하는 것이 아닌 검증할 수 있는 다른 방법을 찾는 것이다. 꼭 가봐야 아는 것이 아니기 때문이다. 바로 이론물리학자들의 검증하는 방법적 논리다. 우리가 흔히 알고 있는 ‘빅뱅이론’, 즉 ‘인플레이션 우주론’에 대한 새로운 반론의 움직임에 대해 저자가 지금까지 하였던 이야기를 하고 있다. 그러면 우리 우주는 어떻게 시작되었다고 생각하고 있을까? 저자는 인플레이션 우주론은 아인슈타인의 일반상대성이론을 통해 우주의 물질과 에너지를 우주의 곡률 및 팽창과 관련 짓는다.(59페이지)라고 하여 빅뱅과 인플레이션 우주론의 토대를 마련하면서 우주의 시작된 상황을 설명하게 했다.(61페이지) 갈릴레오는 ‘수학은 신이 우주를 기록할 때 쓴 언어이다.’라고 하였다.(209페이지) 물리학자에게 있어서 수학은 어떤 가설을 검증하고 실제 이론을 진실로 밝혀내는 아주 중요한 것이다. 동양철학에서도 수학은 아주 중요한 단서가 되기도 하듯이 저자 또한 수학의 중요성을 수시로 언급하고 있다. 전통 우주론에 대한 지속적인 의문과 수학적 접근, 연구의 지속 등 ‘끈이론 경관에 대한 양자역학’을 시작으로 다중우주의 우주기원이론인 저자의 ‘양자 경관 다중우주’ 이론이 나옴을 말해주고 있다. 전통 우주론에 있어서 다중우주론은 변두리 이론으로 취급받아 왔다. 그러나 그 연구는 매우 활발히 진행되었고 유망한 분야로 발전했다. 우리 우주가 아닌 다른 우주의 흔적들도 계속 연구하고 있다. 이는 동료인 스티븐 호킹과도 다른 접근법과 방식으로 수년간 함께 이론을 발전시켜 왔다. 그리고 이제는 다중우주론이 힘을 얻게 되었고 점차 대체로 인정되기 이르렀다. 이러한 연구와 발견이 우리에게 무한과 영원을 향해 나아갈 수 있게 하는 토대가 되고 있다.(305페이지)

이 책을 읽으면서 물리학에 문외한인 상태에서 이론적인 부분에 대해서는 사실 읽기 어려운 부분이 많았지만 저자는 그러한 딱딱하고 어려운 이론 사이 사이에 자신의 삶과 연구 진행 과정, 그리고 그녀가 품었던 궁금증 등을 독자에게도 불러일으키려는 노력으로 책을 써서인지 끝까지 읽어 나갈 수 있었다. 이 책을 읽기 전까지 나는 오로지 우주의 기원을 ‘빅뱅이론, 즉 인플레이션 우주론’이라고 믿고 그 속에 묶여 있었다. 새로운 우주론이 제시되고 검증되었던 게 벌써 오래 전의 일이었음을 전혀 인식하지 못하였다. 그런 의미에서 이 책을 접할 수 있었던 것은 참으로 다행이라는 생각을 해 본다.