소식

Jan 08, 2024

마음

작성자: Martin Rees, University of Cambridge2023년 3월 19일 우리 우주는 수많은 것들로 이루어져 있나요? 우주는 다중우주에서 거품으로 튀어오르나요? 약간의 지배를 받는 다른 우주를 상상하는 것은 쉽습니다.

작성자: Martin Rees, University of Cambridge2023년 3월 19일

우리 우주는 수많은 것들로 이루어져 있나요? 우주는 다중우주에서 거품으로 튀어오르나요?

약간 다른 물리학 법칙에 의해 지배되는 다른 우주를 상상하는 것은 쉽습니다. 그곳에서는 지적 생명체나 실제로 어떤 종류의 조직화된 복잡한 시스템도 발생할 수 없습니다. 그렇다면 우리가 출현할 수 있는 우주가 존재한다는 사실에 놀라야 할까요?

그것은 나를 포함한 물리학자들이 수십 년 동안 대답하려고 노력해 온 질문입니다. 그러나 그것은 어려운 것으로 판명되었습니다. 우리는 우주의 역사를 빅뱅 이후 1초까지 거슬러 올라갈 수 있다고 확신할 수 있지만, 그 이전에 일어난 일은 측정하기가 더 어렵습니다. 우리의 입자 가속기는 첫 번째 나노초 동안 만연했던 극한 조건을 재현할 만큼 충분한 에너지를 생산할 수 없습니다.

그러나 우리는 우주의 주요 특징이 각인되는 것은 바로 그 아주 짧은 순간에 있을 것이라고 기대합니다.

빅뱅이론은 우주의 기원에 대해 가장 널리 받아들여지는 과학적 설명이다. 우주는 약 138억년 전에 급속히 팽창한 무한히 밀도가 높고 뜨거운 지점인 특이점(Singularity)으로 시작되었으며 그 이후 계속 냉각되고 팽창하고 있다고 제안합니다.

우주의 상태는 중력 상수(G라고 함)나 빛의 속도(C라고 함)와 같이 자연에서 고정된 양인 “기본 상수”를 통해 설명할 수 있습니다. 입자 질량, 힘 또는 우주 팽창과 같은 매개변수의 크기와 강도를 나타내는 약 30개가 있습니다. 그러나 우리의 이론은 이러한 상수가 어떤 값을 가져야 하는지 설명하지 않습니다. 대신 자연을 정확하게 설명하기 위해 그것들을 측정하고 그 값을 방정식에 연결해야 합니다.

상수의 값은 별, 행성, 탄소, 궁극적으로 인간과 같은 복잡한 시스템이 진화할 수 있는 범위 내에 있습니다. 물리학자들은 이러한 매개변수 중 일부를 단 몇 퍼센트만 조정해도 우주에 생명이 없게 된다는 사실을 발견했습니다. 그러므로 생명이 존재한다는 사실에는 약간의 설명이 필요합니다.

어떤 사람들은 이것이 단지 행운의 우연일 뿐이라고 주장합니다. 그러나 또 다른 설명은 우리가 다양한 물리 법칙과 기본 상수 값을 갖는 영역을 포함하는 다중 우주에 살고 있다는 것입니다. 대부분은 생활에 전혀 부적합할 수 있습니다. 그러나 통계적으로 말하면 일부는 생활 친화적이어야 합니다.

물리적 현실의 범위는 얼마나 됩니까? 우리는 그것이 원칙적으로도 천문학자들이 관찰할 수 있는 영역보다 더 광범위하다고 확신합니다. 그 영역은 확실히 유한합니다. 그것은 본질적으로 바다처럼 우리가 그 너머를 볼 수 없는 지평선이 있기 때문입니다. 그리고 바다가 지평선 바로 너머에 있다고 생각하지 않는 것처럼 우리는 관측 가능한 우주의 한계 너머에 은하계가 있을 것으로 기대합니다. 우리의 가속되는 우주에서 우리의 먼 후손들도 결코 그것을 관찰할 수 없을 것입니다.

대부분의 물리학자들은 우리가 볼 수 없는 은하계가 있으며, 그 수가 우리가 관찰할 수 있는 은하계보다 많다는 데 동의할 것입니다. 그것이 충분히 확장된다면, 우리가 상상할 수 있는 모든 일이 계속해서 반복될 수 있습니다. 지평선 너머에는 우리 모두 아바타가 있을 수 있습니다.

This vast (and mainly unobservable) domain would be the aftermath of “our” Big BangThe Big Bang is the leading cosmological model explaining how the universe as we know it began approximately 13.8 billion years ago." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> 빅뱅은 아마도 우리가 관찰할 수 있는 우주의 일부에 적용되는 동일한 물리적 법칙의 지배를 받을 것입니다. 그런데 우리 빅뱅만 그랬던 걸까?

초기 우주가 1조분의 1조 1조분의 1초마다 크기가 두 배로 커지는 기간을 겪었다는 것을 시사하는 인플레이션 이론은 진정한 관측을 뒷받침합니다. 이것은 은하 형성의 “씨앗”인 요동과 잔물결을 제외하고 우주가 왜 그렇게 크고 매끄러운지를 설명합니다.