차원과 막우주론, 흥미진진한 최신연구에 대해-

차원이란 무엇인가? - ‘0차원의 세계’에서 ‘고차원 우주’까지 ㅣ 뉴턴 하이라이트 Newton Highlight 28
일본 뉴턴프레스 엮음 / 아이뉴턴(뉴턴코리아) / 2009년 9월

 
뉴턴지에서 막우주론을 접한 뒤, 차원에 대한 것도 봐야지- 생각하고 있었다.
아주 흥미로워서, 주변사람들 붙잡고 설명해주고 싶어진다.
차원에 대해 잠시 설명하면,

1차원이 점으로 이루어진 선, 2차원이 면으로써 '형태'가 가능해지고, 3차원이 우리가 익히 알고있는 입체, 여기에 시간축이 추가되어 4차원이 만들어진다.
1차원의 관점에선 2차원을 상상하기 어렵고, 2차원의 관점에선 3차원을 생각할 수 없는 것처럼, 4차원을 느끼며 살아가는 우리는 더 고차원의 개념을 이해하기가 어렵다.

실제 우리 우주는 10차원 혹은 11차원일 것으로 예상되는데
4차원 이상의 고차원은 아주 미시적이어서 우리가 확인하기 어렵거나, 물질이 통과할 수 없는 아주 특별한 영역일 것이라고 한다.

이제 가장 흥미로운 막우주의 개념.
우리가 사는 우주를 '막' 또는 '브레인'으로 말할 수 있는데, 그 밖에 있는 고차원의 우주에 여러 막들이 떠다니는 것으로 상상할 수 있다.
고차원에서 본다면 우리 4차원 우주는 대단히 차원이 낮은 것이므로 '막'의 개념으로 간단화시킬 수 있는 것이다.
애석하게도 이 '막'은 물질을 가둔다. 빛조차도 빠져나가지 못한다. 단지 중력자만 이동가능한데, 중력의 영향이 아주 미약하므로 그 관측도 사실상 불가능하다.

또 흥미로운 건, '우리 우주'의 시작(빅뱅)을 이 막들의 충돌로 설명할 수도 있다는 것이다. 막이 충돌, 그 에너지로 인해 우리 우주에서 물질들이 생겨났다는 것.

실제, 현재 천문학으로 0초~10^-43초(플랑크시간)를 설명하지 못하고 있다. 이땐 중력이 다른 강핵력,약핵력,전자기력들과 합쳐진 상태로 존재한다. (이후 중력이 먼저 분리되고 차례차례 분리). 이 시기엔 우리가 알고있는 물리법칙이 적용되지 않을 수도 있다!!

그런데, 막우주와 이 차원이론에 의하면 그것이 설명되는 것이다!!

1차원에선 2차원 도형의 그림자인 선을 보고, 2차원에선 3차원 물체의 그림자인 면을 보게 되듯이,
3차원 공간(시간 제외)에 살고있는 우리는 고차원인 5차원의 형상을 '실제'가 아닌 '그림자'로 보게된다.

(우주 아주 초기에 특이점형태의 우주는 10~11의 고차원이었으나, 초팽창 때 세 개의 차원만 선택적으로 팽창되고, 나머지 차원들은 아주 미시적인 영역으로 팽창되지 않은 채 남게 된다. )

즉, 우리가 현재 알고있는 중력, 강핵력, 약핵력, 전자기력은 0~10^-43초에 존재했던 고차원인 '하나의 힘'의 그림자일 수 있다 는 것이다.
오. 맙소사.

이 이론대로라면, 다른 막(브레인) 우주는 우리 우주와 전혀 다른 형태일 수 있다. 또한 고차원의 우주에선 물리적 법칙도 바뀐다.  

어쩌면 천동설-지동설에 버금가는, 혹은 그보다 더한
천문학의 새로운 패러다임이 지금, 등장하고 있는 중인지도 모른다.