스크랩 흥미돋 우주가 사실 시뮬레이션이라고? - 시뮬레이션 우주론 2탄

[제주시조천읍]

 출처 : 여성시대 별자리여행가

https://gall.dcinside.com/mgallery/board/view/?id=thesingularity&no=7071&page=1

지난 번에는 지금 우리가 살고 있는 이곳 현실이

알고 보니 가상현실일 수도 있다고 주장하는 사람들의 근거에 대해 소개했어.

(우린 이미 완몰가 속에 사고 있다? 1편 링크)

https://gall.dcinside.com/mgallery/board/view/?id=thesingularity&no=7041&page=1

하지만 아무래도 주제가 주제이다 보니

올리면서 살짝 예상은 했지만

역시 댓글창이 화끈하군 ^오^

내 글 구조자체가 살짝 난잡한 감이 있어서

본문에 캐치를 못한 갤러도 있었던 것 같은데

누차 말하지만 이번 시리즈의 내용들은

확실한 증거가 있거나 검증된 사실이 아님.

우리가 이미 완몰가속에 살고 있다고 주장하는

학자들의 이론들을 소개하는 글이고

거기에 대한 나의 생각을 제시하는 글이니

가벼운 지적 오락거리 정도로 받아들여주면 고맙겠어 ^오^

또또 완몰가신자, 서론 너무 길어졌다잉 ㅡㅡ

바로 본론으로 가보자!!

3) 양자역학에서 시뮬레이션을 보는 사람들

지난 번에 너무 똥 끊듯이 끊어서 시작하는 맥락이 어색할 것 같으니

이중 슬릿 실험에 대해 간단하게만 짚고 넘어가자

이중 슬릿 실험에서 나타나는 전자의 파동 - 입자 이중성에 대해

시뮬레이션 이론을 주장하는 사람들은 게임과 비교하여 이렇게 주장하고 있어

게임 (가상현실)

i) 용량이 큰 게임은 메모리의 한계로 동시에 모든 오브젝트를 구현할 수 없다

ii) 그래서 게임 캐릭터가 관측 가능한 범위만을 디테일한 오브젝트로 구현한다.

iii) 게임 캐릭터가 관측하지 않는 오브젝트는 디테일이 생략되거나 아예 생략된다

실제 현실

i) 우리 우주는 '유한한 우주'라는 것이 오늘날 주류 과학계의 정설이다. (게임 메모리의 한계)

ii) 모든 물질은 관측당하는 경우 입자가 된다 (디테일)

iii) 하지만 모든 물질은 관측당하지 않으면 파동이 된다. (디테일 생략)

(관측 당하지 않는 전자는 한 번에 몇 알씩 쏘든 간에 무조건 파동으로 얼버무려져서 나타났다 - 파동 입자 이중성)

즉, 컴퓨터 게임 속 세계의 최적화와

현실세계의 파동-입자 이중성은

너무나도 닮아있다

여기까지가 이중 슬릿 실험을 바탕으로

이 세계가 가상현실이라고 주장하는 사람들의 논리였어.

그리고 이 논리는

미국 자연사 박물관에서 개최된

아이작 아시모프 기념 토론회 (2016)에서

저명한 물리학자들로부터 주장되기도 했지

(기사 원문) some researchers think they could find experimental evidence that we are living in a computer game.

몇몇 연구자들은 이 세계가 컴퓨터 게임 속 세상이라는 사실에 대한 실험적 증거를 찾을 수 있다고 생각한다.

(기사 원문) If there is an underlying simulation of the universe that has the problem of finite computational resources,

just as we do, then the laws of physics have to be put on a finite set of points in a finite volume.

만약 이 우주의 시뮬레이션이

우리가 쓰는 컴퓨터처럼 유한한 컴퓨팅 리소스의 문제를 가지고 있다면,

이 세계의 물리 법칙 역시 유한한 양속에서 유한한 점으로 이루어져 있어야 한다.

(근데 실제로 그렇다)

- MIT 물리학자 Zohere Davoudi

여기서 MIT 물리학자 Zohere Davoudi의 발언이 상당히 중요한데

무슨 말인지는 잘 안 와닿을 거야.

완몰가신자가 구체적인 예시를 들어줄게.

유한한 양(finite volume)

허블의 발견과 빅뱅 이론의 확립으로 인해 우리 우주가 양적으로 유한하다는 것은 거의 정설이 되었다

유한한 값

대표적으로 빛의 속도가 있다.

아무리 많은 에너지를 쏟아부어도 우리는 물질의 속도를 광속 이상으로 내지 못한다

실제 사례로 어 과학자들은 수소이온을 빛의 속도의 99.995프로까지 가속하는 데에 성공했지만

그 이상 가속하는 건 에너지를 2배 이상 동원해도 실패함

즉 자연계가 이 세계의 속도에 리미트를 걸어놓은 거야

하지만 가장 흥미로운 건 바로

유한한 점(finite points)

에 대한 이야기야.

이게 과연 뭘 의미하는 걸까?

이 유한한 점에 대해서는

그 다음에 다룰 '양자도약'과 관련이 있어.

3-2) 양자도약과 디지털

"태일앜~"

혹시 어릴 때 디지몬 어드벤쳐 본 적 있음?

어릴 땐 그냥 공룡처럼 생긴 애 찌찌에서 미사일 날아가는 게

멋있어서 봤던 게 다였는데

지금 돌이켜 생각해보면

정말로 심오한 만화가 아닐 수 없다.

디지털로 된 또 다른 차원의 현실

그곳에 살아 숨쉬는 생명체들...

디지털 칭구들!

그곳은 디지털 워어르또!!

뜬금없이 왜 디지털 어드벤쳐 이야기가 나오냐?

우리가 살고 있는 현실도 디지털이기 때문임

잠깐!!! 여기서 오해하면 안 되는게

디지털이라는 게 꼭 IT/전자기기 용어인 건 아니야.

여기서 말하는 디지털이란

'불연속적'이라는 걸 의미해

이걸 이해하려면 디지털(digital)의 어원을 알 필요가 있어.

단어 디지털(digital)은

'손가락'을 의미하는 (digit)에서 유래되었는데

마치 손가락 하나 하나가 불연속적으로 분리되어 있듯이

컴퓨터의 정보처리가 0과 1의 '불연속체'로 이루어져 있어서

전자기기들을 디지털 기계라고 하는 거야.

좀 더 와닿게 일상적 예시로 설명하자면

무수히 많은 것 같지만 하나하나 낱개로 구분할 수 있는

나의 자-지털 역시 엄연한 디-지털인 셈이지~

크으 펀치라인 지렸쥬?

아악!!! 잘못했어!!! 때리지 마!!!

그렇다면 디지털의 반댓말은 무엇일까?

너희들이 잘 아는 '아날로그'지

아날로그 감성에서 감성만 빼고

아날로그가 뭔지 생각해보자

아날로그는 디지털과 다르게

정보나 신호를 '연속적'인 물리값으로 나타낸 거야.

즉, 디지털이 수학적으로 정수라면

아날로그는 수학적으로 실수라 할 수 있지.

아날로그는 흔히 자연 날것의 신호로 여겨졌고

자연 (이 세상)은 연속적인 것이라는 생각이 많은 사람들의 기저에 깔려있었어.

하지만 양자역학이 발견되면서

이 세상이 연속적이라는 기존의 통념은

완전히 뒤집혀졌지

즉, 이 세상은 아날로그가 아니라

디지털이었던 거야.

이걸 잘 나타내는게 바로 양자도약이야.

여기서 지난 글에 나왔던

아인슈타인을 발라버린 아죠씨

닐스 보어가 다시 등장하게 되는데

훗, 슈타인이 쭤빱 섀끼-

이 아죠씨가 바로 그 유명한 '보어 원자모형'을 만들었음

근데 이게 대체 디지털이랑 뭔 상관이냐?

놀랍게도 이 원자핵을 돌고 있던 전자들은

연속적으로 움직이는 게 아니라

한 지점, 한 지점, 순간이동하고 있던 거임

즉, 마치 픽셀에서 다른 픽셀로 점이 옮겨서 가듯

디지털적인 움직임을 보였다는 거야

이 양자도약이 발견되면서

물리학의 패러다임이 완전 뒤바뀌어 버렸지

세상은 연속적인 곳이다 -> 세상은 불연속적인 곳이다

비슷한 맥락으로

플랑크 시간이라는 게 존재해.

플랑크 시간이란 무엇이냐?

우리 우주에 존재할 수 있는

가장 짧은 시간 단위야.

우주에서 존재하는 가장 짧은 거리 (플랑크 길이)를

우주에서 존재하는 가장 빠른 물질(빛)이 지나가는 데에

걸리는 시간

그것이 플랑크 시간

아니 그건 알겠는데

왜 이게 흥분할 일이냐?

우리가 사는 세계도 '프레임'이 있다는 거야.

우리가 컴 사양 언급할 때

게임 프레임 관련해서

24FPS, 60FPS

이런 말 쓰지?

이게 게임 그래픽이 초당 24프레임 60프레임이 구현된다는 뜻이거덩

하지만 우리 현실은 무한히 촘촘한 연속적인 시간이 흐를 거야

그치?

라는 통념을 바꾼 것 또한 플랑크 시간이라는 것!!!

이렇듯 우리의 시간, 공간은

양자학적으로 불연속적

즉 '양자화(quantized)' 되어있어

이것은 우리 현실세계가

디지털 체계로 되어있다는 결정적인 증거야.

MIT의 물리학자 Zohere Davoudi가 결국 하고 싶었던 말은

게임을 돌리는 컴퓨터의 리소스가 유한하므로

게임 속 물체를 구성하는 요소들 (폴리곤, 혹은 복셀)

게임 속 물체의 움직임을 결정하는 요소들 (물리엔진)

게임의 시간 (프레임)

이 유한한 것 처럼

우리 우주의 리소스가 유한하고

우주의 만물을 구성하는 요소들 (양자)

우주의 에너지, 법칙 (절대0도, 빛의 속도)

현실의 시간 (플랑크 시간)

이 모든 것들이 게임처럼 유한하다는 얘기임

심지어 둘 다 디지털이고 ㅇㅇ

이렇듯 현실과

게임 시뮬레이션은

많은 부분에서 닮았다는 거야

3-3) 양자얽힘과 정보

한편, 양자역학을 토대로 우주 시뮬레이션 가설을 주장하는 사람들 중에서는

양자얽힘 현상을 드는 사람들도 있어.

양자 얽힘이란 무엇일까?

양자는 쌍으로 얽히는 성질을 지니고 있어.

그런데 정말 골 때리는 게

두 양자가 아무리 멀리 떨어져 있어도

한쪽 양자를 측정하는 바로 그 순간

공간의 거리를 무시하고 다른 한쪽 양자의 성질이 정해져버려

!?!?

이렇게만 들으면

양자 미시세계의 아스트랄함이 잘 안 와닿을 수 있는데

양자역학의 괴랄함은

이걸 거시세계로 예시를 들 때 진가를 발휘함

좀 이해하기 쉽게 설명하자면

쌍둥이가 있는데

한명은 지금 서울에 있고

다른 한명은 런던에 있어

그런데 만약 서울에 있는 쌍둥이에게 선빵을 쳐서 강냉이를 털어버리면

런던에 있는 쌍둥이도 뜬금없이 강냉이가 날아가는 거야.

'엥? ㅅㅂ 그게 말이 됨?'

ㅇㅇ 말이됨.

미시세계에선 이런 일이 매우 흔하게 관찰되고 있음

자 그럼, 이게 의미하는 건 뭐냐?

만약에 한쪽 양자에 대한 정보를 다른 쪽 양자에게 전달하는 물질이 있다면

이 물질은 빛보다 빠르게 이동했다는 의미가 돼

위의 서울과 런던만 봐도 그래

이 둘이 은근 가까운 것 같지만

광속으로 이동해도 약 0.03초가 걸림

핑이라는 게 괜히 있는게 아님

카트라이더에서 0.03초면 엄청 큰 거야

10의 40승분에 1초 보다도 훨씬 짧은 양자의 시간에선 말할 것도 없지

근데 양자를 구성하는 '정보'는 이런 빛의 속도 조차 싸그리 무시한다니까?

하지만 기존의 물리학에 따르면

이 세상에 빛보다 빠른 물질은 존재하지 않아.

특수 상대성 이론에 따르면

단순히 충분히 빠르지 않아서 빛보다 느린게 아니라

그냥 이 세계 자체가 빛보다 빠른 물질이 있으면 말이 안 됨

근데 유독 이 양자를 구성하는 정보만이

유일하게 광속을 싸그리 무시하고 이동한다는 거야

그럼 대체 왜 이런 일이 일어나는 거지?

도대체 왜 이 정보는 빛의 속도조차 무시한 채

시공간을 초월해서 전달되는 거지?

몇몇 과학자들은 이런 의문을 품던 와중 다음과 같은 결론을 내리게 된다.

우주를 이루고 있는 최소단위는 원자나 입자 같은 형태가 아니라

'정보 그 자체'일 수 있다

여기서 '정보'란

원래 양자형태를 재구성하는 정보를 말해

https://horizon.kias.re.kr/archives/allarticles/naturalsciences/%EB%AF%BF%EA%B8%B0-%ED%9E%98%EB%93%A0-%EC%96%91%EC%9E%90-incredible-quantum-9-%EC%96%91%EC%9E%90-%EC%96%BD%ED%9E%98/

그러니까 위 쌍둥이 예시로 설명하자면

우리 우주를 이루고 있는건

쌍둥이를 이루고 있는 물질이 아니라

쌍둥이를 이루고 있는 물질에 대한 '정보'가

(선빵에 아구창 날아간 것도 쌍둥이를 이룬 물질에 대한 정보임)

이 우주를 구성하는 기본 요소라는 이야기야.

그리고 이건 우리 우주가 컴퓨터 게임 속의 시뮬레이션이라는 근거가 돼.

마치 게임속의 오브젝트가 물리엔진이 정해놓은 최고 속도(빛)보다 빨리가지 못하지만

컴퓨터의 0과 1(양자정보)는 물리엔진이 정해놓은 공간의 개념에 구애받지 않고 움직이니까.

오히려 물리엔진이 컴퓨터의 '정보' 0과 1에 종속되지

만약 우리가 만든 게임 속 사람들이

컴퓨터 속의 0과 1을 발견했다면

이렇게 얘기하지 않을까?

이 0과 1의 변화와 움직임은

우리 세계의 법칙을 초월한 체 움직인다!!!

이게 양자얽힘을 토대로 이 우주가 시뮬레이션이라고 주장하는 사람들의 논리야.

아이고 원래 2편만에 끝내려고 했는데

또 분량 조절에 실패한 완몰가신자...

나머지는 다음 시간에 ^오^

다음편에는 더 파격적인 이론으로 이 세상이 시뮬레이션이라고 주장하는 과학자들과

지금까지의 주장에 대한 반박 의견을 내미는 학자들의 말도 소개할 거야.

그리고 만약 이 세상이 가상현실이라면

그것이 우리가 누릴 완몰가에 대해

어떤 의미를 가지게 되는지도

알아볼 거야!!

기대해줘 ^오^

3줄 요약

1) 양자역학에 따르면 이 세계는 디지털이다

2) 근데 게임도 디지털이다

3) 양자를 구성하는 '정보'야 말로 이 세상을 구성하는 근본이며 이 세상은 '정보'를 처리하는 시스템일 수 있다

************* 본문의 오류 수정 *******************

본문에 언급했던 양자역학 관련 내용에 있어서

수정/첨언해야 할 것 같은 내용이 있어서 글을 올려 ㅎ

양자얽힘에 관한 내용인데

내가 들은 비유와 예시가

최대한 쉽게 와닿게 설명하는 과정에서

내용을 오해하기 딱 좋게 예시를 들은 것 같아 좀 정정하려고 해.

<본문 내용의 예시>

... (전략)

좀 이해하기 쉽게 설명하자면

쌍둥이가 있는데

한명은 지금 서울에 있고

다른 한명은 런던에 있어

그런데 만약 서울에 있는 쌍둥이에게 선빵을 쳐서 강냉이를 털어버리면

런던에 있는 쌍둥이도 뜬금없이 강냉이가 날아가는 거야.

...(후략)

<정정한 예시>

사실 보다 더 정확히 양자얽힘에 대해 예시를 들자면

서울에 있는 쌍둥이의 오른쪽 턱에 선빵을 치면

런던에 있는 쌍둥이의 왼쪽 턱이 타격을 입는 

필연적인 얽힘

이라고 예시를 드는게 더 정확했을 것 같아.

양자 스핀과 관련된 내용의 비유에 이 예시가 더 적절한 것 같애.

전문가가 든 보다 더 정확한 예시를 보고 싶은 사람은 

http://www.pressian.com/news/article/?no=68435

이 링크를 보면 좋을 것 같다

그리고 

양자얽힘의 정보가 빛보다 빠르다

라는 걸 마치 확정적인 사실처럼 본문에 적었었는데

어떤 특갤러가 지적해준 덕분에

본문을 좀 수정함

미국과 중국이 공동으로 한 실험 결과에선

양자얽힘의 정보가 빛보다 더 빠르다라고 결론 내린 사례도 있긴 한데

특수상대성 이론에 위배되는 탓에

'양자가 서로에게 즉각적인 영향은 미치되 유의미한 정보를 교환하지는 않는다'

같은 해석을 통해 모순을 극복하고 있다고 해.

후자가 더 주류 이론임 ㅇㅇ

아직까지 다양한 양자얽힘에 대한 해석이 있긴 하지만

'양자가 서로에게 즉각적인 영향은 미치되 유의미한 정보를 교환하지는 않는다'

가 주류 의견이고

본문에 나온 사람들의 주장은 비주류라고 이해하면 정확할 것 같음

내가 비록 물리학과 전공은 아니지만

최대한 주변 관련학과 지인들에게 자문을 구하고

나름 자료를 찾아보면서 썼다 싶은 글이었는데

또다시 허점이 생겨서 민망하다 ㅜㅜ

댓글로 피드백, 지적해준 갤러 정말 고맙고

앞으로도 글 내용에 지적하거나

다른 생각이 있는 갤러들은 언제나 지적해주기 바라 ^오^

항상 읽어줘서 고맙다!!

그럼 3편으로 찾아올게~

[ha ha ha]

오 양자얽힘은 처음 알았는데 진짜 신기하다

[모모로]

흥미돋~~~