[철학잡담] 우리 우주는 계속 커질까? 커지다 다시 오그라들까?

[조조이성욱]

오늘은 지난번에 이어 우주평탄도에 대한 철학이야기를 이어가 볼까 합니다.
우리 우주는 바람을 넣는 풍선처럼 커지고 있어 공간이 일그러져야 하는데 실제 우리 우주의 공간은 마치 크기가 일정한 풍선처럼 평편한 공간을 가졌다는 이야기를 하였습니다.

오늘 이야기할 부분은 현재 커지고 있는 우주가 계속 커질지, 어느 정도 커지다가 일정한 수준에서 멈출지, 아니면 커지는 활동이 끝나면 다시 줄어들게 될지를 생각해 보고자 합니다.

하늘 높이 공을 던진다고 생각해봅니다. 당연히 어느 정도 올라가다가 다시 땅으로 떨어질 것입니다. 중력 때문입니다. 그런데 만약에 슈퍼맨이 공을 던진다면 어찌될까요? 지구 대기권을 벗어나 우주로 날아갈 것입니다.

과학자들 생각엔 우리 우주의 커짐도 이 둘 중 하나라고 생각합니다. 지금처럼 우주가 계속 커지거나, 언젠가는 커짐이 멈추고 줄어들기 시작해 다시 138억년 전 처럼 한 점이 될 수도 있습니다. 여러분 생각은 어느쪽인가요? 이것은 공을 하늘로 던진 것과 같이 중력의 문제입니다. 우주 전체가 가지고 있는 중력의 힘이 커지는 힘보다 크다면 우리가 하늘로 던진 공이 땅으로 되돌아오듯 언젠가는 우주가 커짐을 멈추고 다시 줄어들기 시작할 것입니다. 만약에 커지는 힘이 더 크다면 슈퍼맨이 던진 공 처럼 땅으로 돌아오지 않고 계속 커지게 될 것입니다. 계속 커지다보면 언젠가는 모든 것이 얼어붙게 되겠지요.

그래서 과학자들이 어찌될지를 계산해보았습니다. 공간이 어떻게 일그러지는지를 알면 계산할 수 있습니다.

그런데말이죠? 지난번에 말씀드렸지요? 우리 우주 공간은 일그러져 있지 않고 평편하답니다. 이것이 무슨일일까요?

커지긴하는데 어느 쪽도 아닌 중간을 유지하는 것은 아무래도 중력과 연관이 있겠지요? 중력이 우주 팽창력에 비해 크지도 작지도 않고 딱 맞아 떨어져야 합니다. 그 계산값을 알 수 있을까요? 몇 해 전 KBS의 '인문강단 락(樂)'이라는 프로그램에 출연한 연세대 이석영박사가 답을 내어 놓았는데요, 우주가 폭발한지 10억분의 1초 때의 우주 밀도가 [4472해 2591경 7218조 5074억 0128만 4016g/cm^3]가 되면 이럴 수도 있다고 합니다.

끝의 자리가 16이 아니고 1g만 크거나 작아도 우리 우주는 평편성을 유지하지 못하고 계속 커져 없어지거나, 어느 순간 커짐을 멈추고 다시 줄어든다고 합니다.

과학의 시간은 여기까지입니다. 철학은 이 의미를 찾는 것입니다. 우리 우주가 정말 우연히 저 밀도가 맞추어져서 지금 우리 우주가 평편한건지 아니면 밀도가 저리 될 수 밖에 없는 필연적인 이유가 있었는지를 생각해 봐야 하는 것입니다. 이 문제는 다음 시간에 다루어보도록 하겠습니다.