흥미돋 [다중우주론] 우리 우주 말고도 수많은 우주가 존재한다

[shhyelow]

2011.6.20이후 적용 자세한사항은 공지확인하시라예

출처:  여성시대 shhyellow

[초끈 이론] 우리가 사는 세계가 11차원이라면 : 초끈 이론 쉽게 이해하기

위에 링크된 게시물을 읽으면

아래 내용 이해하는 데 더 도움이 될 거야

내가 글을 읽기 쉽게 쓰는 걸 잘 못해서 ㅠㅠ

아래 요약한 초끈 이론 부분이 이해 안된다면

위에 게시물을 읽어줘 ㅠㅠ

 1929년, 허블 망원경의 주인공인 천문학자 에드윈 허블은

하늘에 있는 별들이 우주로부터 멀어지고 있다는 놀라운 사실을 발견하게 돼

허블의 발견은 당시 천문학자들이 가지고 있던 패러다임을 뒤바꿔놓게 되지

우주는 멈춰 있지 않다.

지금 이 순간에도 끝없이 팽창하고 있다.

천문학자들의 멘붕은 시작일 뿐이었어

천문학자들은

우주의 팽창 속도가 시간이 갈수록 점점 느려지지 않을까

라고 생각했어

야구공을 평지에 굴렸을 때

굴러가던 야구공의 속도가 점점 감소하는 것처럼

나이를 먹어감에 따라

우주가 팽창하는 속도도 점점 감소했을 거라는 것이

천문학자들의 생각이었지

그러나 천문학자들의 믿음은 또 한 번 깨져

우주의 팽창 속도는 느려지지 않았어

우주의 팽창은 시간이 갈수록 느려지기는 커녕 오히려 더 빨라지고 있었어

멘붕한 천문학자들은 어째서 우주가 이런 기묘한 상태에 있는지 분석하기 시작했어

천문학자들은 아인슈타인의 상대성이론을 바탕으로

연구를 시작했어

아인슈타인의 일반상대성이론에 의하면

중력은 물체를 끌어당기는 힘 뿐만 아니라

물체를 밀어내는 힘도 함께 가지고 있어

사과나무에서 사과가 떨어지는 것도 중력에 의한 거지만

중력은 동시에 사과를 하늘로 솟구치게 할 수 있는 능력도 가지고 있어

일정 공간 안에 어떤 특정한 에너지가 균일하게 차 있을 경우

그 공간은 밀어내는 중력을 만들어

우주에 존재하는 밀어내는 중력을

천문학자들은 암흑에너지라고 불러

천문학자들은 우주에 깔려 있는 암흑에너지가 내뿜는 중력이

우주의 팽창을 가속시키고 있음을 밝혀내

천문학자들은 암흑에너지가 얼마나 존재해야

밀어내는 중력이 현재의 우주 팽창 속도와 일치하는지

알아보기 위한 연구를 시작해

연구 결과,

천문학자들은 암흑 에너지가

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만큼 존재한다면

현재의 우주 팽창 속도와 일치한다는 결과값을 얻어내

천문학자들은 왜 하필

암흑 에너지가

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만큼 존재하는가에 대한 의문을 품게 돼

이건 굉장히 중요한 의문이었어

암흑 에너지가

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딱 이만큼 존재해야 현재 우리가 살고 있는 우주가 생성되기 때문이야

천문학자들은 생각했어

암흑에너지에 대해 알아내면

우리는 우주의 시작을 알아낼 수 있을 거야!!!!

과학자들은 암흑에너지를 연구하기 위해

새로운 이론인

초끈이론을 대입해

초끈이론은 간단히 말해

우주 만물의 생성 원리를 추적할 목적으로

개발된 이론이야

초끈이론은

물질의 최소 단위를

아주 미세한 끈으로 해석해

예를 들어

천문학자들이

컵의 구성물을 알아본다고 가정해볼게

그들은 현미경을 이용해

컵을 자세히 들여다보고

현미경을 구성하는 물질들을 분석할 거야

그러다보면 컵을 구성하는 작은 원자를 발견하게 돼

그 원자를 잘게 쪼개면

원자핵과 원자핵 주위를 돌고 있는 전자를 만날 수 있어

여기까지가 현재 망원경으로 확인할 수 있는 사실이야

초끈 이론은 여기서 한 단계를 더 상상해

원자핵과 전자를 쪼개면

진동하는 에너지 끈이 존재한다

는 것이 초끈이론의 핵심이야

초끈 이론에 따르면,

현악기가 진동 패턴에 따라 각각 다른 음을 내는 것처럼

에너지 끈이 진동하는 주파수에 따라

우주를 구성하는 다양한 종류의 입자가 만들어져

초끈 이론은

가지각색의 성질을 가지고 있는 우주 만물의 어머니를

모두 에너지 끈이라고 가정함으로써

모든 입자들을 단 하나의 체계 아래 통일하고자 해

로맨틱하지 않아?

초끈 이론에 따르면

우주는 진동하는 에너지 끈에서 시작된 소리들이 모인

하나의 거대한 교향곡인 거야

초끈 이론은 11차원에서만 성립되는 이론이야

우리가 살고 있는 세계는 3차원 공간인데 말이지

초끈 이론에 따르면

우리가 살고 있는 3차원 공간 안에

조그마한 차원들이 추가로 존재하고 있어

그러나 그 차원들이 아주 작은 크기로 뭉쳐져 있기 때문에

우리가 알아채지 못하는 것뿐이야

그러나 조그마한 추가 차원을 감지하지 못하는 인간과 달리

에너지 끈은 아주 작고 미세한 존재이기 때문에

추가 차원은 끊임없이 에너지 끈의 진동 주파수에 영향을 미치고 있어

간단히 말해서

우리 주변에 공존하는, 눈에 보이지 않는 추가 차원이

우주의 모든 것을 결정짓고 있는 셈이야

추가 차원이 어떤 형태를 띠고 있는지를 알아내면

암흑에너지가 왜

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만큼 존재하는지를 밝혀낼 수 있을 것이고

나아가서는 우주의 생성 원리까지

다이렉트로 밝혀낼 수 있을 거야!!!!

희망에 부풀었던 물리학자들은 다시 한 번 난관에 봉착했어

추가 차원이 뭉쳐진 형태를 알아낼 수 없었거든

그러나 물리학자들은 포기하지 않았어

그들이 쓴 방법은 간단했어

바로 그거야

무식하게 하나씩 대입해보는 거였지

물리학자들은 추가 차원이 수학적으로 어떤 형태를 가질 수 있는지 계산한 후

가짓수를 하나하나 대입하기 시작했어

처음 후보 형태는 다섯 개 밖에 없었어

물리학자들은 다섯 개의 형태 중

현재 우주의 특성과 일치하는 형태가 존재하는지

알아보기로 했어

그러나 점차 시간이 지나고 과학이 발전해감에 따라

다른 후보 형태들이 하나하나 새로 발견되었어

형태들의 숫자는

수십 개에서 수백 개,

다시 수천 개로 늘어났어

물리학자들은 포기하지 않았어

수천 개 정도야 전세계의 물리학자들이 힘을 합하면

금방 해치울 수 있을 거라 믿었어

물리학자들에게는 학위에 목숨 거는 수많은 대학원생들도 있으니까

영원한 노예 대학원생들 ^^....

그러나 후보 형태의 발견 속도는 줄어들기는 커녕

점점 가속화되어 갔어

우주 형태의 수는 수천 개에서 수만 개

수만 개에서 다시 수백 만 개, 수억 개로 증가했고

현재는

개 정도의 후보 형태들이 존재하는 것으로 추정되고 있어

결국 물리학자들은

추가 차원을 하나하나 대입하는 것을 포기하고

발상의 전환을 시도해

물리학자들은 우리가 지금껏 잘못된 방향으로

연구를 해왔던 것이 아닌가 라는 의문을 품게 돼

왜 암흑에너지가

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의 값을 가지는지를 연구할 것이 아니라

왜 우리가 현재 우리가 살고 있는 이 우주에 태어난 것인지,

예를 들어 0.00144 혹은 0.0000897만큼의 암흑에너지가 존재하는 다른 우주가 아니라

왜 하필 지금 여기에 태어난 것인지에 대해 질문을 던졌어야 한다고 말해

그래서 나온 것이 다중 우주론이야

물리학자들은 자신들이 밝혀낸 추가 차원의 형태가

모두 존재하고 있을 가능성을 제기해

추가 차원이 다르게 뭉쳐진 우주들이

동시에 함께 존재하고 있을수도 있다는 거야

만약 현재 우리가 살고 있는 우주 외에

다른 우주들이 공존하고 있고

각각의 우주의 추가 차원이 다른 형태로 뭉쳐져 있는 거라면

그 우주는 각각 다른 형태의 우주일 것이고

각각의 우주에서 관측되는 암흑에너지의 양도 모두 다를 거야

그렇다면

우리는 왜, 현재 우리가 살고 있는 이 우주에 생겨난 것일까?

이 질문은 간단하게 풀 수 있어

암흑에너지가 우리가 살고 있는 우주보다 많은 우주에서는

암흑에너지의 밀어내는 중력이 너무 강해

물질이 한곳으로 뭉쳐지지 못해

때문에 은하가 형성되는 것이 불가능해

그리고 암흑에너지가 우리가 살고 있는 우주보다 적은 우주는

빠른 속도로 붕괴하기 때문에

은하가 형성되는 것이 불가능하지

따라서 암흑에너지의 양이

우리가 살고 있는 우주보다 많거나 적은 우주에서는

우리가 살고 있는,

현재의 우주에 존재하는 생명체의 특성을 가진 것들은 존재할 수 없어

결국 우리가 이 우주에 존재하는 이유는

우주가 지닌 암흑에너지의 양이

우리와 같은 생명체가 살아가기에 가장 적절하기 때문이야

그렇다면 정말 다중 우주는 존재하는 걸까?

빅뱅 이론의 창시자 가모프는

"우주는 거대한 폭발로 생겨났다"라고 주장해

그러나 빅뱅 이론에는 하나의 맹점이 있어

우주 전체의 온도가 "너무" 똑같다는 거야

빅뱅으로 인해 우주가 생성됐으면

우주 전체의 온도가 비슷해야 하는 건 맞아

그런데 "너무" 똑같은 건 뭔가 이상한 거지

어떤 점에서 시작한 우주가 점점 커질 거 아니야?

그러면 서로 모서리가 멀어질텐데

그렇게 멀어지면서도 온도가 "너무" 똑같다는 건 뭔가 이상한 거지

멀어진다는 건 서로의 정보를 주고받을 수 없다는 얘긴데

정보를 주고받지도 못하는 점들이

모두 똑같은 정보를 가지고 있다는 거야

같은 장소에 존재하는 게 아닌데 말이지

이걸 "지평선 문제"라고 해

빅뱅 이론의 이러한 맹점은

빅뱅 이론을 개선한 인플레이션론이 등장하면서 해결됐어

인플레이션론은 우주가 빛보다 빠른 속도로

순식간에 확 팽창했다고 설명하는 이론이야

때문에 우리가 보는 우주는 전체 우주 중에서 아주 작은 영역일 뿐이지

그래서 그 작은 영역끼리는 서로 정보를 교환할 시간이 있었던 거야

이렇게 "지평선 문제"는 말끔히 해소되지

지평선 문제는 해소되었지만

또 하나의 문제가 있어

우주의 공간은 아주 평평해

물론 빅뱅이론 수식으로

평평한 우주 공간을 만들어낼 수는 있어

하지만 그러려면

초기 조건을 아주 정밀하게 조율을 해야만

우주의 공간을 평평하게 만들 수 있어

그래서 빅뱅이론을 반대하는 사람들은

누가 정밀하게 초기 조건을 조율했는데ㅋ?

라며 비웃었지

빅뱅이론 지지자들은

"그냥 우연히 원래 이랬던 거야...."라고 쭈구리돋게 대답할 수밖에 없었어

그때 인플레이션론이 뙇!!!!

등장한 거지

인플레이션론은 우주가 갑자기 급팽창한 거야

때문에 전체의 우주는 휘어져 있을 수 있다

우리가 보는 우주의 작은 영역만 평평한 걸수도 있다

엄청 간단하게 빅뱅이론의 맹점을 해결했지

그래서?

이건 그냥 가설 아님?

그동안은 과학자들이 거의 사실일 거라고 생각했던 이론이었지만

증거를 발견하지 못했기 때문에 확실시되지는 못하고 있었지

과학자들은 생각했어

인플레이션이 있을 때 중력파가 발생하고

그 중력파가 우주배경복사에 편광의 흔적을 남겼을테니

그 흔적을 발견하면 인플레이션론은 증ㅋ명ㅋ됨!!!!

그리고 얼마전에 중력파의 흔적을 발견하면서

인플레이션론은 사실로 밝혀졌어!!!!

이로 인해 인플레이션론을 주장했던 안드레이와 앨런 구스는

이번 년도 노벨상 수상이 거의 확정되었지

하.... 부럽다 ㅠㅠㅠㅠ

잠깐 위에 등장했던 용어를 짚고 넘어갈게

먼저 중력파부터!!

우주 공간이 짧은 시간 동안

어마어마한 속도로 급팽창을 한 거잖아?

공간이 휘어지면 중력이 발생하는데

(내가 저번에 올린 상대성 이론 게시물을 참조해줘!!)

빛보다 더 빠른 속도로 공간이 휘어졌으니

중력도 엄청 크게 발생했겠지?

그 중력파가 우주배경복사를 건드리면서

어떤 무늬를 남긴 거야

그럼 우주배경복사는 뭘까?

우주가 처음 만들어졌을 때는

전자, 양성자가 우주 공간을 가득 메우고 있었기 때문에

밀도가 너무 높아서

빛이 빠져나오지 못했어

먹구름이 잔뜩 끼면 태양빛이 힘을 잃고

하늘이 까매지는 현상을 생각하면 이해하기 쉬울 듯 ㅋㅋㅋㅋ

그렇게 한참 밀도가 높은 상태를 유지하다가

뜨겁던 우주가 차츰 식기 시작했어

그러면서 전자와 양성자가 합쳐져

두 개의 입자가 하나가 되버린 거지

전체 입자의 수가 반으로 줄어버린 거야

그때 빛이 빠져나와 우주공간에 찍힌 그림을

우주배경복사라고 해

그럼 인플레이션론이 왜 다중우주론을 정설로 만들어주는지를 설명해볼게

인플레이션론에 의하면

우주가 폭발하기 위해서는 특별한 연료가 필요해

이 연료는 효율성이 엄청 높기 때문에

극소량만 사용해도 빅뱅이 가능해

결국 인플레이션론은

같은 연료를 사용하는 제각기 다른 우주가 생겨났을 가능성을 제공해줘

이 연료의 몇 방울로 인한 빅뱅으로 현재 우리가 살고 있는 우주가 생성되었고

다른 몇 방울은 또 다른 우주를 생성했을 수도 있다는 거야

중력파 검출로

다중우주론은 정설 쪽에 힘이 실리게 돼

딱 하나의 우주만을 생성하는 인플레이션은 너무 어렵거든

여러 개의 우주를 만들어내는 인플레이션이

자연의 법칙에 비추어볼 때 훨씬 자연스러워

우리가 살고 있는 우주는

사진에 존재하는 수많은 얌체공 중 하나에 불과해

같은 연료로 인해 수많은 빅뱅이 발생했고

그 빅뱅으로 인해 각각의 우주가 생겨나

각각의 우주는 각각의 추가 차원을 가지고 있어

각각의 추가 차원으로 인해

각각의 우주는 서로 다른 주파수를 가진 에너지 끈을 만들어내

그렇다면 우리는 다중 우주를 우리의 눈으로 확인할 수 있을까?

인플레이션론에 의하면,

공간이 급속하게 팽창하면서 아주 작은 크기의 점이

순식간에 거대해졌고

이 과정에서 공간 내에 뜨거운 점과 차가운 점들이

독특한 무늬를 만들며 형성되었어

천문학자들은 망원경을 통해

이 무늬를 실제로 관측하는데 성공해

인플레이션론은 다른 우주들이 존재할 경우

우주끼리 서로 충돌하는 경우도 발생할 수 있다고 주장해

만약 우리 우주가 다른 우주와 충돌한다면

그 충돌로 인해 우주 공간에 미묘한 온도 변화가 발생하게 되는데

우리가 그 변화를 감지할 수 있다면

다중 우주의 존재를 확인할 수 있을지도 몰라

다중 우주론을 비롯해

현재 물리학자들이 연구하고 있는 우주론은

우주가 팽창한다는 사실을 알아냈다는 것에 기초해

허블은 먼 은하에서 보내오는 별빛을 관측함으로써

우리 우주가 끝없이 팽창하고 있음을 밝혀냈어

물리학자들은 끝없는 연구를 통해

우주의 팽창 속도가 점점 빨라지고 있고

다른 우주가 존재하고 있을 가능성도 밝혀냈어

그러나 우주의 팽창 속도는 지금도, 그리고 앞으로도

계속해서 가속화될 거야

그렇다면 은하들도 점점 더 우리에게서 멀어지게 돼

그렇게 된다면 먼 미래의 물리학자들은

다른 은하들을 관측할 수 없을지도 몰라

다른 은하들로부터 오는 빛이 아무리 빨라도

속도의 한계가 분명히 존재하기 때문에

끊임없이 늘어나는 우주의 팽창 속도를 극복하는 건 불가능해

때문에 우리의 후손들은

망원경으로 우주를 관찰했을 때

정적인, 텅 빈 우주만을 관측하게 되고

우주는 정적이며 영원히 불변인 존재라는 결론을 내리게 될 수도 있어

우리가 아무리 우주는 동적인 존재라고

기록을 남겨놓아도

후손들이 낡은 고대의 기록을 그대로 믿을지는 알 수 없어

우주의 진실을 파헤칠 수 있는,

은하의 빛을 관측할 수 있는 시기가 언제까지 계속될지는 알 수 없지만

나와 여시들은 지금 축복의 우주를 살고 있는 거지

[클라우디아]

ㅠㅠㅠ짱 재밌다..... 고마워어ㅇㅓ 똑똑이 여시!!

[구름빵]

너무 재밌다ㅠ보고 또 봐서 완전히 이해해야지 멋진여시 고마워

[고추컷팅식]

와.. 축복의 우주..
너무재밌다ㅜㅜ

[까만해바라기씨~~]

와 결론도 갓벽

[임나미]

축복의 우주라니ㅜㅜㅜㅜ 말이 너무 예쁘다

[You Say]

다중우주론.