빅뱅 우주론의 확립과정 글 작성 질문

빅뱅우주론의 확립과정에 대해서 증거를 포함하여 글을 작성해야하는데

어떻게 작성해야할지 모르겠습니다.

일부 내용 발췌해서 드립니다.

 

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점에서 시작된 우주, 빅뱅 자체는 모르는 ‘빅뱅 이론’

빅뱅과 우주탄생

우리는 모두 하나의 점에서 시작되었다
우주는 138억년 전 빅뱅으로 탄생하여 지금까지 팽창을 계속하고 있다. 우리나라 사람 중에 빅뱅이라는 멋진 이름을 모르는 사람은 거의 없을 것이다. 그 이유는 아마도 내가 가장 좋아하는 아이돌 그룹 빅뱅 때문일 것이다. 예전에 연예인들을 상대로 하는 퀴즈 프로그램에서 대략 다음과 같은 문제가 나온 적이 있었다. “우주는 무한히 작은 한 점에서 대폭발이 일어나 탄생했다. 이 대폭발을 영어로 무엇이라고 할까?” 내가 재미있었던 것은 나중에 문제의 답을 알게 된 한 연예인의 반응이었다. 쉬운 문제를 왜 이렇게 어렵게 내느냐는 것이었다. 가수 빅뱅은 쉽지만 우주를 탄생시킨 빅뱅은 어렵다. 가수가 아닌 우주론에서의 빅뱅의 의미, 그리고 그 결과로 우주가 팽창하고 있다는 사실을 알고 있는 사람이 과연 얼마나 될지 나는 항상 궁금하다.
우주가 점점 빠른 속도로 팽창한다는 사실을 발견한 공로로 2011년 노벨 물리학상을 수상한 천문학자 애덤 리스는 학부에서 물리학을 전공한 후 대학원에서 천문학을 공부하면서 우주가 팽창하고 있다는 사실을 처음 알고 큰 충격을 받았다고 고백한 적이 있다. 1920년대에 밝혀진 사실을 1990년대 초반에 물리학을 전공한 과학도가 몰랐을 정도이니 일반 사람들이야 어떻겠는가. 물론 어릴 때부터 충실하게 과학 교육을 잘 받아온 우리나라는 이 정도는 아니겠지만….

시간의 탄생과 플랑크 시대
우주는 어떻게 태어났으며 어떻게 변해왔고 앞으로는 어떻게 될까? 인류 역사 대부분의 기간 동안 이 의문은 철학과 상상의 영역이었다. 천문학은 영원히 철학과 상상의 영역으로 남아 있을 것만 같던 의문에 과학적인 해답을 제시하고 있다.
빅뱅 이론은 우리가 살고 있는 우주가 빅뱅으로 탄생한 이후 어떻게 변해왔는지를 설명하는 이론이다. 사람들의 기대와는 달리 우리 우주가 어떻게 태어났는지를 설명하는 이론이 아니다. 빅뱅 이론의 부족한 점을 보완하는 중요한 이론인 인플레이션 이론을 제안한 앨런 구스는 이렇게 말했다. “빅뱅 이론은 무엇이 폭발했는지, 왜 폭발했는지, 그리고 폭발하기 전에는 무슨 일이 일어났는지에 대해서 아무것도 이야기해주지 못한다.”
아무리 그래도 궁금한 건 어쩔 수 없다. ‘빅뱅 이전에는 무엇이 있었느냐’라는 질문은 끊이질 않는다. 여기에 대한 아마도 가장 과학적인 대답은 이것일 것이다. 우리가 알고 있는 시간이라는 것도 우주가 탄생하면서 생긴 것이다. 빅뱅이 일어나면서 시간이 시작되었으니 빅뱅 이전이라는 것은 아예 존재할 수가 없다. 이 대답에 만족할 사람은 별로 없을 것이다. 뭔가 변명처럼 들린다는 말에 동의할 수밖에 없다. 잘 모른다는 말을 어렵게 하고 있는 것이 아니냐고 해도 할 말이 없다.
빅뱅 이론은 우주가 탄생한 이후에 어떻게 변해왔는지를 설명하는 이론이지만, 우주가 탄생한 순간부터 10-43초 사이의 극히 짧은 시간은 여전히 설명하지 못한다. 이 시기를 물리학자 막스 플랑크의 이름을 따 플랑크 시대라고 부른다. 이 시대를 설명하지 못하는 이유는 과학 이론이 아직 부족하기 때문이다. 가장 큰 문제는 아주 작은 규모를 성공적으로 다루는 이론인 양자역학과 아주 큰 에너지를 성공적으로 다루는 이론인 일반상대성이론을 통합하는 이론이 아직 없다는 것이다. 아마도 미래에 우리는 두 이론을 통합하는 ‘모든 것의 이론’을 만들어낼 수 있을지 모른다. 그 전까지는 과학으로 플랑크 시대를 다룰 수 없다. 빅뱅 이론은 결국 빅뱅에 대해서는 아무것도 설명해주지 못하는 이론인 것이다. 실망스러운가? 하지만 모르는 것을 정확하게 모른다고 하는 것이 과학의 미덕이다.
플랑크 시대 직후부터 현재까지의 우주가 어떻게 변해왔는지에 대해서는 빅뱅 이론이 비교적 자세하게 설명해줄 수 있다. 탄생 직후의 우주는 엄청나게 뜨거운 에너지의 덩어리였고, 그 높은 에너지 속에서 아주 작은 입자들이 만들어졌다. 우주를 구성하는 기본 입자는 10가지가 넘지만 우리가 주변에서 흔히 보는 보통의 물질을 이루는 기본 입자는 쿼크 중에서 업(up) 쿼크와 다운(down) 쿼크, 그리고 전자 이 세 가지뿐이다. 이 입자들이 만들어지자 바로 이어서 두 개의 업 쿼크와 한 개의 다운 쿼크가 결합하여 양성자가 만들어지고, 한 개의 업 쿼크와 두 개의 다운 쿼크가 결합하여 중성자가 만들어졌다. 우리가 지금 보는 모든 원소들의 기본 재료인 양성자, 중성자, 전자가 빅뱅이 일어난 지 1000분의 1초 이내에 모두 만들어진 것이다.

138억년 전 빅뱅으로 탄생한 우주 시간의 흐름도 빅뱅과 함께 시작 고로 ‘빅뱅 이전’은 존재 않는다 
빅뱅 이론은 ‘빅뱅 자체’는 몰라 우주 탄생 뒤 10-43초는 ‘깜깜’ 팽창하는 우주는 한결같은 모습 10억년마다 수소 1개 새로 생겨 폭발의 잔해 우주배경복사 발견 빅뱅 이론, 우주 탄생의 정설로 우리와 전 우주는 원래 하나였다

빅뱅 이론과 정상상태 이론
이때 만들어진 양성자가 바로 우주에 가장 많이 존재하는 원소인 수소의 원자핵이다. 우주는 아직 매우 뜨겁고 밀도가 높기 때문에 수소 원자핵이 핵융합 반응을 일으켜 헬륨 원자핵이 만들어진다. 러시아에서 핵물리학을 연구하다 스탈린 체제를 피해 미국으로 망명한 과학자 조지 가모프는 이 시기의 핵융합이 3분 이내의 짧은 시기에 모두 이루어졌고, 우주의 뜨거운 열에서 핵융합으로 만들어진 물질은 전체 물질의 약 25%이며 그 대부분은 헬륨이라고 계산했는데, 이것은 현재의 관측 결과와 잘 맞는다.
우리가 우주에서 관측하는 별과 은하를 이루고 있는 물질의 99%를 차지하는 수소와 헬륨은 빅뱅이 일어난 지 3분 이내에 모두 만들어진 것이다. 나머지 원소들은 한참 후에 별에서 만들어졌다. 우리가 살고 있는 지구나 우리의 몸을 구성하는 물질은 수소와 헬륨보다 다른 원소들이 훨씬 더 많다. 하지만 그런 원소들을 모두 합쳐도 우주 전체 물질의 1%도 되지 않는다.
빅뱅 이론은 우주가 팽창하고 있다는 것을 우주가 점점 커지고 있다는 것으로 이해하여 과거에는 우주의 크기가 더 작았다는 전제에서 나온 이론이다. 빅뱅 이론을 미리 접한 지금의 관점에서 보면 이런 논리 전개가 당연하게 여겨질 수 있겠지만 가모프가 활동하던 1940년대나 50년대에는 꼭 그렇지는 않았다.
많은 사람들은 어느 날 갑자기 생겨나서 팽창하는 우주를 불편하게 생각했다. 우주가 팽창을 계속한다면 우주의 밀도가 계속 낮아지게 되고 결국에는 모든 물질이 공간에 퍼져서 아무것도 남지 않게 된다. 이런 상상은 많은 사람들을 불편하게 만들었다. 사람들에게는 우주가 언제나 한결같으리라는 막연한 믿음 혹은 바람이 있었다.
하지만 우주가 팽창하고 있다는 사실은 분명했다. 팽창하는 우주가 어떻게 한결같은 모습을 유지할 수 있을까? 여기에는 간단한 방법이 있다. 우주가 팽창하면서 새로 만들어지는 공간에 물질도 새로 만들어지면 된다. 이것이 빅뱅 이론에 대응해서 등장한 정상상태 이론의 핵심 내용이다.
아무것도 없는 빈 공간에서 새로운 물질이 계속 만들어진다는 주장은 얼핏 말이 안 되는 것처럼 들린다. 하지만 사실 과거의 어느 한순간에 우주의 모든 물질이 갑자기 만들어졌다는 주장도 말이 안 되는 것처럼 들리기는 마찬가지다. 정상상태 이론을 주장한 사람들은 우주의 모든 물질이 어느 한순간에 만들어졌다는 설명보다는 오히려 물질이 서서히 지속적으로 만들어졌다는 설명이 더 쉽고 합리적이라고 주장했다. 새로운 물질이 만들어져서 우주가 항상 일정한 모습을 유지하려면 10억년에 1㎥에서 수소 1개만 만들어지면 된다. 그렇게 불가능해 보이지도 않는다.
정상상태 이론의 대표자인 프레드 호일은 빅뱅 이론을 강력하게 비판하는 데 앞장섰다. 사실은 ‘빅뱅’이라는 이름도 호일이 이 이론을 비판적으로 부르면서 만들어졌다고 알려져 있다. 영국 <비비시>(BBC) 방송과의 라디오 인터뷰에서 호일은 가모프의 이론을 비판하면서 “그렇다면 우주의 모든 물질이 과거의 어느 한순간에 ‘뻥’(Big Bang) 하고 만들어졌다는 말”이라고 했는데, 유머 감각이 풍부했던 가모프는 이 말을 재미있게 여겨 자신의 이론을 빅뱅 이론이라고 불렀다고 한다.
한 가지 그럴듯한 이론을 내놓고 이것이 정답이니 믿으라고 하는 것은 과학자의 태도가 아니다. 그 이론을 뒷받침할 수 있는 근거를 제시해야 하는 것이다. 가모프의 제자 랠프 알퍼는 동료 로버트 허먼과 함께 빅뱅 이론의 근거가 될 수 있는 또 하나의 중요한 연구 결과를 발표했다. 그들은 초기 엄청난 고온, 고밀도 상태였던 우주가 팽창과 함께 냉각할 때의 밀도와 온도 사이 관계식을 구했다. 우주가 팽창을 하면 물질의 밀도와 온도가 함께 낮아지는데 그 상관관계가 어떻게 되는지 알아낸 것이다. 그리고 현재의 물질 밀도를 이용해 현재 우주의 온도를 절대온도 5K로 계산했다. 이 온도는 현재 우주에 고르게 퍼져 있어야 하고, 여기에서 나오는 열복사는 지금도 관측이 되어야 한다. 우주배경복사의 존재를 처음으로 예측한 것이었다.

빅뱅의 잔해를 발견하다
1940년대에 예측된 우주배경복사는 1964년에 전파 천문학자 아노 펜지어스와 로버트 윌슨에 의해 발견되었다. 우주배경복사는 빅뱅 이론에 결정적인 승리를 가져다주었다. 빅뱅 이론은 우주배경복사의 존재를 분명하게 예측했지만 정상 상태 이론으로는 우주배경복사의 존재 이유를 설명할 수가 없다. 그래서 우주배경복사가 처음 발견되었을 때 호일은 이것이 별빛과 성간 먼지들의 상호작용으로 생긴 현상일 수도 있을 것이라고 주장했다. 하지만 곧 다른 파장에서의 관측이 이어졌고 이 복사가 빅뱅의 잔해라는 사실이 분명해졌다. 정상상태 이론에 관심을 보이는 사람은 점점 줄어들었고 1970년대 초반에는 빅뱅 이론이 우주의 탄생을 설명하는 정설로 자리잡았다.
펜지어스와 윌슨은 우주배경복사를 발견한 공로로 1978년에 노벨 물리학상을 수상했다. 재미있게도 윌슨은 정상상태 이론의 대표자인 호일에게서 우주론을 배웠던 사람이다. 그의 심경은 꽤 복잡했을 것이다. 윌슨은 훗날 이렇게 회고했다. “나는 정상상태 우주론을 훨씬 더 좋아했다. 철학적으로는 아직도 이쪽이 더 좋다.” 자신의 선호도나 믿음과 일치하지 않더라도 객관적인 자료로 검증된 사실을 받아들이는 것, 이것이 과학의 올바른 자세다.
빅뱅 이론은 우리 우주가 138억년 전에 하나의 점에서 시작됐다고 이야기한다. 개인적으로 빅뱅 이론의 가장 매력적인 부분이 바로 이것이다. 우리는 모두 하나였다. 이것은 우리 인류가 모두 공통의 조상을 가지고 있다거나 지구상의 모든 생명체가 같은 뿌리를 가지고 있다는 정도의 수준이 아니다. 전 우주가 하나였다

태초의 빛이 138억년의 비밀을 알려주리라

성경에서 신은 세상을 창조하면서 가장 먼저 ‘빛’을 만든다. 정설로 굳어진 빅뱅 이론에서도 빛은 우주의 탄생과 형성 초기인 ‘우주력’ 38만년께에 만들어졌다. 이 ‘태초의 빛’은 아직도 우주 이곳저곳을 자유롭게 떠돌고 있다. 오늘날 우주에서 지구를 향해 날아오는 빛 중에도 이 태초의 빛이 섞여 있다. 우주의 비밀에 관한 실마리가 이 빛에 담겼다. 빅뱅 이론을 설명한 지난 회에 이어, 우주배경복사에 관한 이강환 박사의 우주론 두번째 글이다.
우주는 138억년 전 ‘빅뱅’으로 태어나 지금까지 팽창을 계속한다. 우리가 이 사실을 알게 된 것은 그리 오래되지 않았다. 불과 20년 전만 해도 우주의 나이는 100억~200억년이었다. 틀린 건 아니지만 그렇다고 제대로 안다고 하기도 어려운 상황이었다. 그런데 지금은 대략 140억년도 아니고, 138억년이라는 확실한 숫자가 등장한다. 그동안 무슨 일이 있었던 것일까?

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태양은 우주에 무수한 별 중 하나다. 인간은 그 태양 주위를 도는 작은 행성 지구에 살면서 우주의 탄생과 진화를 이해하기 위해 노력하고 있다. 우주는 실험을 할 수도, 우리가 보고 싶은 것을 보기 위해 어떤 조작을 가할 수도 없다. 우주를 이해하기 위해 우리는 우주에서 오는 극히 미약한 빛을 관측할 뿐이다. 그런데 우주에서 오는 그 약한 빛 중 우주 탄생과 진화의 비밀을 가득 담고 있는 소중한 빛이 있다. 그 빛의 이름은 우주배경복사라 한다. 우리가 관측할 수 있는 가장 오래된 빛이기에 ‘태초의 빛’이라고도 불린다.

태초에 ‘빛이 있으라’
막 태어난 우주는 모든 물질과 에너지가 좁은 영역에 서로 뒤섞여 있는 뜨겁고 복잡한 곳이었다. 이때의 우주는 온도가 너무 높아 입자들이 모두 빠르게 움직이는데다 밀도도 높아서 빛이 자유롭게 움직일 수가 없었다. 그런데 이렇게 빛이 자유롭게 다닐 수 있게 된 것은 천천히 일어난 일이 아니라 초기 우주의 특정 시점에 순간적으로 벌어진 일이다. 우주가 태어난 지 약 38만년 뒤, 우주의 온도가 약 3000℃일 때, 각각 전하를 가지고 독립적으로 움직이던 원자핵과 전자들이 서로 결합해 전기적으로 중성인 원자가 만들어진다. 빛은 중성인 입자와는 상호작용을 잘 하지 않는다. 우주가 팽창해 입자들의 밀도가 낮아지기도 했지만 결정적으로는 이런 이유 때문에 빛은 자유롭게 다닐 수 있게 됐다. 이 순간 자유롭게 빠져나온 빛을 우리가 지금도 관측할 수 있는데, 이것이 바로 우주배경복사다.
우주 온도는 우주의 팽창과 함께 식어서 지금은 절대온도(K) 3°(약 -270℃)가 됐다. 그래서 처음 방출될 때 가시광선과 적외선이었던 우주배경복사가 지금은 초단파와 전파로 관측된다. 이 빛은 우주가 태어난 지 38만년 이후에 나온 빛이지만, 이전에는 사실상 빛이 존재하지 않았기 때문에 태초의 빛이라고 불린다.

최근에야 알게 된 우주 나이는 138억년…우주는 줄곧 팽창중 우주력 38만년에 빠져나온 빛 초기 우주 모습 그대로 간직한
‘태초의 빛’ 되어 떠돌고 있어 1960년대 우주배경복사 발견 “신의 얼굴 보는 것과 같다” 우주의 과거·나이 등 알게 돼
우주망원경 3대나 쏘아올려 우주 이해하는 ‘희망의 빛’
우주배경복사는 처음 방출된 이후로 우주의 팽창 이외의 다른 원인에 의해서는 거의 영향을 받지 않았기 때문에 초기 우주 모습을 그대로 간직하고 있다. 천문학자들은 우주배경복사를 관측해 우주의 과거 모습을 알 수 있고, 그것에 기반해 현재의 모습을 이해할 수 있게 됐다.
우주배경복사를 우주론에 처음으로 등장시킨 사람은 빅뱅 이론을 처음 제안한 러시아 출신의 물리학자 조지 가모프였다. 1948년 가모프는 제자인 랠프 알퍼와 박사후 연구원 로버트 허먼과 함께 빅뱅 당시 엄청난 고온 상태였던 우주가 팽창과 함께 냉각해 오늘날 절대온도 5° 정도에 이르게 됐다고 계산했다. 이 온도는 현재 우주에 고르게 퍼져 있어야 하고, 여기에서 나오는 복사는 우주배경복사의 형태로 지금도 관측이 돼야 한다고 예측했다.
하지만 이들 연구는 크게 주목받지 못했다. 알퍼의 증언에 따르면 가모프조차도 이 계산 결과에 대해 미심쩍어했다고 한다. 그리고 누군가가 그 복사를 보고 싶어했다 하더라도 당시로는 그것을 관측할 수 있는 기술이 존재하지 않았다.
우주배경복사가 우주론에 다시 등장하게 된 것은 빅뱅 이론과 정상상태 이론이 팽팽하게 맞서던 1960년대였다. 미국 뉴저지주에 위치한 벨 연구소의 연구원 아노 펜지어스와 로버트 윌슨은 통신 위성의 신호를 받던 안테나를 전파망원경으로 개조해 이용하고 있었다. 그런데 그들의 전파망원경은 우주에서 오는 전파신호를 받는 데는 문제가 없었지만 너무나 강한 잡음이 섞여 있었다. 이 잡음은 모든 방향에서 감지됐기 때문에 처음에 그들은 잡음이 우주에서 오는 것이 아니라 망원경의 이상이라고 생각했다. 망원경을 모두 분해했다가 다시 조립하기도 하고, 망원경의 표면에 묻어 있는 비둘기의 배설물까지 닦아냈다. 하지만 잡음은 사라지지 않았다.

노벨상 안긴 ‘잡음’
그러던 중 펜지어스는 학회에서 만난 동료 천문학자에게서 불과 60㎞ 떨어진 프린스턴대학의 천문학과 교수 로버트 디키와 그 연구원들이 우주에서 오는 잡음과 비슷한 신호를 찾고 있다는 이야기를 들었다. 펜지어스는 프린스턴대학으로 연락을 했고, 디키는 자신의 팀원들과 연구실에서 점심 모임을 하던 중에 전화를 받았다. 펜지어스에게서 우주의 모든 방향에서 감지되는 신호에 대한 이야기를 들은 디키는 곧바로 그것이 바로 자신들이 찾던 우주배경복사라는 사실을 알아차렸다. 전화를 끊은 디키는 자기 팀을 돌아보며 이렇게 말했다. “여러분, 우리가 한발 늦었습니다.” 펜지어스와 윌슨은 자신들도 모르는 사이 우주배경복사를 발견했고 그 공로로 1978년 노벨 물리학상을 수상했다. 그들의 상사인 벨 연구소의 이반 카미노프는 그들의 행운을 이렇게 요약했다. “그들은 똥을 찾다 금을 발견했다. 우리들 대부분의 경험과는 정반대다.”
하지만 펜지어스와 윌슨이 우주배경복사를 발견한 것은 순전히 운이 좋았기 때문만은 아니었다. 이들이 아니었다면 우주배경복사 발견으로 노벨상을 받았을 가능성이 가장 높았던 데이비드 윌킨슨은 그들의 업적을 이렇게 평가했다. “그들은 정말 기가 막힌 장비를 만들었어요. 내가 알고 있는 최고의 전파망원경 전문가들입니다. 대부분의 사람들이 포기하고 말았을 상황에서도 그들은 절대 포기하지 않았어요.”
사실 1978년 노벨 물리학상에 대해 가장 억울해야 할 사람은 우주배경복사를 처음으로 예측했던 랠프 알퍼였다. 우주배경복사 발견이 노벨상을 수여할 만한 대단한 업적이라면 그것을 이론적으로 예측한 업적에도 노벨상이 수여될 만한 충분한 이유가 있다. 안타깝게도 알퍼는 펜지어스가 노벨상 시상식장에서 자신의 이름을 언급한 것만으로 만족해야 했다.
우주배경복사를 발견한 과학자들의 다음 목표는 균일한 우주배경복사에 숨어 있는 미세한 온도 차이를 찾아내는 것이었다. 빅뱅이론에 따르면 우주배경복사는 전체적으로 균일해야 하지만 완벽하게 균일해서는 안 된다. 우주 전체가 완벽하게 균일하다면 우리가 지금 보고 있는 은하나 별들이 만들어질 수가 없었고 결국 우리 자신도 존재할 수가 없게 된다. 그러므로 우주배경복사에는 현재 우주의 은하와 별들의 ‘씨앗’이 되는 미세한 온도 변화가 남아 있어야만 한다. 이 미세한 온도 변화는 밀도의 미세한 차이 때문에 만들어지는 것인데 여기서 밀도가 미세하게 높은 부분이 성장하여 은하와 별들이 만들어지게 된 것이다.
이 미세한 온도 변화를 관측하는 것은 쉬운 일이 아니다. 우주배경복사의 미세한 온도 변화는 평균 온도에서 약 10만분의 1 정도의 차이로 나타나는데 이 정도의 정밀도로 관측을 하기 위해서는 우주망원경이 필수적이다. 1989년 11월 우주배경복사의 미세한 온도 변화를 찾기 위해서 코비(COBE)라는 우주망원경이 발사됐다. 코비는 3년에 걸친 관측으로 우주배경복사의 미세한 온도 변화를 관측하는 데 성공했다. 빅뱅 이론에 따르면, 이 온도 변화는 반드시 존재해야 하는 것이었으므로 이것의 발견은 빅뱅 이론을 더욱 강화시켜주는 또 하나의 증거가 된 것이었다.
1992년 이 결과를 발표하는 기자회견장에서 이 발견을 주도한 조지 스무트는 “만일 당신이 종교를 믿는다면 이것은 신의 얼굴을 보는 것과 같다”고 말했는데, 이 말은 ‘신의 얼굴을 보다’라는 제목으로 주요 언론에 대문짝만하게 실렸다. 이 발견의 공로로 코비 프로젝트를 주도한 존 매더와 조지 스무트는 2006년 노벨 물리학상을 받았다.
우주망원경 코비를 통해 큰 성공을 거뒀지만, 우주에 대해 더 많은 것을 알기 위해서는 더 정밀한 우주배경복사 관측이 필요했다. 우주배경복사의 미세한 온도 변화는 밀도의 차이에서 생긴 것이고 이것 때문에 우리가 지금 보고 있는 은하와 별들이 만들어졌다. 우주배경복사에서 더 많은 정보를 알아내기 위해서는 온도 변화가 있는 지점의 크기가 어느 정도인지를 관측해야 했다. 코비를 통해 일단 미세한 온도 변화가 있다는 사실은 확인했지만, 온도 변화가 있는 지점의 크기를 관측하기 위해서는 코비보다 더 성능이 뛰어난 우주망원경이 필요했다. 2001년에 발사된 더블유맵(WMAP·우주배경복사탐사위성)은 우주배경복사에서 온도 변화가 있는 지점의 크기를 측정하는 것이 가능한 우주망원경이었다. 우주배경복사에서 온도 변화가 있는 지점의 크기를 측정해 이 패턴을 그린 그림을 ‘파워 스펙트럼’이라고 하는데, 관측으로 구한 파워 스펙트럼과 이론적으로 계산한 결과를 비교하면 많은 사실을 알아낼 수 있는 것이다.

코비·더블유맵·플랑크
 우주배경복사로 알아낼 수 있는 것은 우주의 과거 모습, 현재 우주의 에너지 분포 비율, 우주의 나이 등이다. 한마디로 우리 우주에 대한 거의 모든 정보가 우주배경복사에 담겨 있다고 해도 과언이 아니다. 그 덕분에 우리는 우리 우주에 암흑물질과 암흑에너지가 얼마나 있는지, 우주의 나이가 얼마나 되는지 정확하게 알 수 있게 됐다. 우주배경복사에서 정보를 얻어내는 데 중요한 것은 온도 변화가 있는 지점의 크기인데, 더 작은 크기까지 정밀하게 관측하면 더 정확한 정보를 알 수 있게 된다. ‘플랑크’는 온도 변화가 있는 지점의 크기를 더블유맵보다 더 정밀하게 관측하기 위해 발사된 우주망원경으로, 유럽우주국(ESA)이 주도해 2009년에 발사됐다. 우주배경복사만을 관측하기 위한 우주망원경이 불과 20년 사이 3대나 발사된 것이다.
플랑크의 관측 결과로 우리는 우주에 대한 정보를 더 자세히 알 수 있게 됐다. 우리 우주의 나이는 2000년대 중반부터 137억년으로 알려졌다. 이것은 더블유맵이 관측한 우주배경복사를 분석해 얻은 결과였다. 그런데 몇 년 전부터는 138억년이 우리 우주의 공식적인 나이가 됐다. 플랑크가 우주배경복사를 더 정밀하게 관측해 우주의 나이를 더 정확한 값으로 수정한 것이다. 우리 우주를 이해하는 데 우주배경복사가 얼마나 중요한 역할을 하고 있는지 잘 보여주는 예가 될 것이다. 플랑크는 지금도 우주배경복사를 계속 관측해 정밀도를 높이고 있기 때문에 앞으로 더 많은 새로운 결과를 얻을 수 있을 것이다. 특히 플랑크는 우주배경복사의 편광 관측을 통해 빅뱅 직후에 일어난 인플레이션의 증거도 찾을 수 있을 것으로 기대되고 있다. 우주가 태어난 후 처음으로 나온 태초의 빛은 우리가 우주의 신비를 이해하는 데 가장 큰 도움을 주는 희망의 빛이기도 하다.

‘찬란하신’ 90돌 빅뱅이론… 부동의 진리? 우주적 거품?

과학자들 빈틈 메울 ‘조각’ 찾기 고심 “빅뱅 이론을 아십니까?”

이 질문에 “아, 알아요!”라고 말하는 사람이 꽤 많다. 그런데 설명해 달라고 하면 ‘빅뱅 이론’이란 제목의 미드(미국 드라마) 얘기를 꺼내는 사람이 대부분이다. 우주의 탄생과 진화를 설명하는 대표적 이론인 빅뱅은 과학계에서 어떤 지위에 있을까. 확고부동한 이론으로 자리를 잡은 걸까. 아니면 정말 ‘빅뱅(와장창)’으로 사라지게 될까.

대폭발로 우주가 생겼다는 빅뱅 이론이 처음 등장한 것은 약 90년 전인 1927년. 벨기에 천문학자 조르주 르메트르가 우주가 커지고 있다고 주장하면서부터다. 빅뱅 이론은 관측기술이 발달하면서 간접적으로는 검증됐지만 아직 완벽하다고는 할 수 없다. 과학자들은 빅뱅 이론을 완성하려고 고심하고 있다.

위성관측 결과 우주는 초기에 급팽창한 뒤 현재까지 진화해 온 것으로 추정된다. 과학자들은 빅뱅우주론을 더 완벽하게 만들려고 고심하는 중이다. 미국항공우주국(NASA) 제공

○ 문제1: 초기 우주 급팽창의 직접적인 증거가 없다

1965년 미국 벨연구소 과학자들은 우주 초기의 빛을 관측했다. 그런데 이상한 점이 발견됐다. 우주 나이인 138억 년 동안 빛의 속도로 달려도 갈 수 없을 만큼 먼 두 곳의 온도가 정확히 같았던 것. 우주가 작다면 양 끝의 온도가 같을 수 있지만, 엄청 먼 지점의 온도가 같을 확률은 매우 낮다. 이를 어려운 말로 빅뱅 이론의 ‘지평선 문제’라고 한다.

이를 해결하려고 1980년 미국의 이론물리학자 앨런 거스는 초기 우주가 짧은 시간 동안 급격하게 커졌다는 급팽창 이론을 제안했다. 우주가 매우 빠르게 팽창했다면 엄청 먼 곳의 온도가 같다고 설명할 수 있어서다. 이석천 경상대 기초과학연구원(IBS) 학술교수는 “급팽창을 통해 입자가 서로 상호작용한 뒤 멀어지면 지평선 문제가 해결된다”고 설명했다. 

그런데 문제는 급팽창의 직접적인 증거가 아직 없다는 점이다. 2014년에 급팽창의 직접 증거로 꼽히는 원시중력파의 흔적을 관측했다는 발표가 나왔지만 ‘해프닝’으로 끝났다. 이뿐 아니라 급팽창 이론에서는 ‘인플라톤’이라는 입자를 가정하는데, 이 역시 정체가 모호하다. 과학자들은 인플라톤을 찾거나 급팽창 없이 지평선 문제를 해결할 대안을 연구 중이다.

○ 문제2: ‘암흑에너지’, 아직 깜깜

과학자들은 먼 은하가 멀어지는 속도를 관측해 우주가 급팽창한 뒤 팽창 속도가 점점 느려졌다가 50억 년 전부터 다시 빨라졌다고 추정했다. 이렇게 가속 팽창하려면 은하를 끌어당기는 중력과는 반대 방향으로 밀어내는 힘이 필요하다. 이 힘을 ‘암흑에너지’가 만든다고 가정했다.

문제는 이름은 멋진데 아직까지 별다른 단서가 없다는 것이다. 과학자들은 아인슈타인의 중력 이론을 수정해 암흑에너지 없이 우주의 가속 팽창을 설명하려고 한다. 박소현 한국천문연구원 박사후연구원은 “‘비국소적 중력’ 등 다양한 대안 이론이 있지만, 가속 팽창을 잘 설명하면서 다른 관측 결과도 만족시키는 성공적인 이론은 아직 없다”고 말했다. 

○ 문제3: 암흑물질을 찾아야 해

과학자들이 은하의 공전 속도를 쟀더니 예상보다 너무 빨리 돌았다. 눈에 보이는 물질들의 중력만 따지면 은하가 자신의 속도를 견디지 못하고 튕겨 나가야 했다. 1970년대에 이를 발견한 미국의 천문학자 베라 루빈은 눈에 보이지 않지만 빠르게 회전하는 은하를 붙잡아주는 미지의 ‘암흑물질’이 있을 거라고 제안했다.

김영임 기초과학연구원 연구위원은 “일반물질이 모여 은하가 되는 과정에서 암흑물질이 미리 자체 중력으로 거대 구조를 만들고 있어야만 현재와 같은 은하 분포를 보일 수 있다”고 말했다. 실제로 암흑물질을 가정하고 빅뱅 이론에 따라 우주 진화를 컴퓨터 시뮬레이션으로 재현하면 현재 우주거대구조와 일치한다.

관측을 통해 암흑물질의 구체적인 특성도 알려졌다. 윔프나 악시온 같은 후보 입자가 제시돼 검출할 일만 남은 상태다.

○ 우주 진화 설명할 대담한 가설 계속 등장

우리가 알고 있는 시공간의 개념 자체를 바꾸려는 시도도 있다. 세상을 이루는 근본이 따로 있고, 그것들이 서로 얽히면서 마치 홀로그램처럼 시공간이 생겨난다고 설명한다. 양현석 서강대 양자시공간연구소 연구교수는 “이처럼 ‘창발하는 시공간’에서 시간과 공간의 개념은 우리가 사는 거시적인 세계에서만 정의할 수 있다”며 “암흑에너지와 암흑물질도 미시세계와 거시세계가 얽히면서 나온 결과물”이라고 설명했다. 빅뱅 이론의 잃어버린 조각을 찾으려는 다양한 시도에 대한 이야기는 과학동아 1월호에서 만날 수 있다.

빅 크런치

빅 크런치는 물리우주론에서 우주의 시작인 대폭발(Big Bang)과 반대로 온 우주가 블랙홀의 특이점과 같이 한 점으로 축소되면서 종말한다는 가설이다. 우주 전체의 질량이 우주가 팽창하는 에너지보다 클 경우(우주에 존재하는 전체 물질의 밀도가 임계 밀도보다 클 경우) 발생한다.

우주는 일정수준까지 팽창한 뒤 그 자신이 가진 중력에 의해 수축하게 될 것이다. 은하들의 적색 이동은 서서히 청색 이동으로 변하면서 충돌해 합쳐질 것이고, 공간은 점점 뜨거워져 마침내 빅뱅이 생겨난 초고온 상태로 변할 것이다. 자연의 네 가지 힘(강력, 약력, 전자기력, 중력)이 합쳐져 하나의 힘이 됨에 따라 초기 우주에서 일어난 입자들의 상호작용 과정이 거꾸로 일어날 것이며, 우주는 계속 수축하여 결국 하나의 특이점으로 수렴하게 되면서 플랑크 길이보다 작아지게 될 것이다.

플랑크 길이 수축 이후

플랑크 길이보다 작게 수축한 우주에 대해 논하기 위해서는 일반 상대성 이론 이외에 양자역학적인 효과를 고려해야 한다. 이와 관련된 이론을 양자 중력 이론이라고 하는데, 아직 양자 중력 이론은 구축되어있지 않기 때문에 빅 크런치가 일어날 경우 어떠한 현상이 일어나는가는 물리적으로 기술할 수 없다.

빅뱅 규명했지만…우주생성 그 전과 그 밖은

우리가 살고 있는 이 우주는 약 138억년 전 ‘빅뱅’(big bang)이라는 대폭발 이후 정말 찰라의 순간 급팽창 해 탄생했다는 이른바 ‘인플레이션 이론’이 확실한 정설로 굳어지게 됐다. 이를 뒷받침하는 단서가 발견됐기 때문이다. 미국의 하버드-스미스소니언 천체물리센터가 최근 밝힌 인플레이션 이론의 결정적 근거는 ‘중력파’(gravitational wave)다. 연구팀은 빅뱅이론의 증거가 된 ‘우주배경복사’(cosmic background radiation) 편광(전기장의 수직진동)에서 중력파의 존재를 확인했다. 초단파의 전자기파 일종인 우주배경복사는 빅뱅 당시를 보여주는 일종의 증거물이다. 우주배경복사는 빅뱅 초기 극도의 뜨거운 빛이 식어 전 우주에 퍼진 영하 270.도(절대온도 2.7K)에 달하는 저온의 빛을 말한다. 빅뱅이론은 우주배경복사 외에도 우리 은하와 먼 은하일수록 더 빠르게 멀어진다는 것(팽창중)을 확인하면서 확신을 주었었다. 여기서 한발 더 나아가 ‘시공간 파동’(중력파)을 발견한 것인 만큼 빅뱅이론은 이제 ‘우주의 자궁’으로 의심할 바가 없게 됐다. 하지만 빅뱅이 확실한 우리 우주의 고향원리라고 해도 그것은 우주 그 이상의 우주를 인지하는데 아주 작은 시작일 뿐이다. 빅뱅은 특이점(特異點,singularity)에서 대폭발이 이뤄졌다. 특이점은 크기는 제로(없음)이면서 그 안에 밀도·곡률·온도가 무한대라는 점에서 말 그대로 도무지 상상하기 어려울 만큼 특이한 그 무엇이다. 우주만물을 탄생시키는 ‘우주 줄기세포’ 같은 모든 것을 갖고 있는 성질이면서 동시에 아무것도 없다. 당연히 시공간 개념조차 없어 상식적인 물리법칙이 적용되지 않는 없음의 성질이다. 현대과학으로는 여전히 그 특이점이 어떤 성질의 것인지 모른다. 거꾸로 그 특이점의 성질을 알게 된다면 인류는 상상하지 못할 지적 진보와 과학기술의 고도화를 이룰 전기를 마련하게 될 것으로 보인다. 이제 인류는 빅뱅 이전과 특이점 밖의 세계에 대한 지적 호기심으로 나아가고 있다. 무엇이 기다리고 있을까.

 ▲ 우리 우주가 탄생한 빅뱅이론은 특이점(特異點,singularity)의 대폭발이다. 수많은 블랙홀들은 바로 우주의 생성과 기원을 밝혀주는데 중요한 원천이다. 이미지는 은하계 중심에 있는 ‘사기타리우스 A’ 블랙홀 주위를 별들이 선회하고 있는 모습의 상상도

인류가 있는 곳은 시간을 포함해 4차원에 있지만 빅뱅 이전에는 차원이란 자체가 없다. 크기, 속도, 이동, 질량, 스핀(회전) 등의 개념이 없다. 당연히 동서남북 방향이란 것도 없다. 시간은 시작도 끝도 없고, 공간은 부피가 있으되 경계가 없는 공간이다.

스티븐 호킹 박사의 주장처럼 북극(특이점에 비유)에 가서 하늘을 향해(특이점 이전) 동서남북을 정해서 갈 수가 없고, 공간적으로는 경계가 없는 무한성이 펼쳐질 뿐이다.

이 같은 호킹 박사의 ‘무경계 이론’은 특이점 이전의 상태를 설명한 것에 대한 기가 막힌 이론인 것으로 받아들여진다. 하지만 특이점 본질의 성질이라고 보기 혼돈스러운 측면이 있어 보인다. 캐릭터(주인공)의 성격과 캐릭터가 만들어진 본질(배경)은 다르기 때문에 빅뱅 이전의 상태를 만들게 한 배경(무)은 여전히 베일에 싸여 있다.

현재 일단의 물리학자들은 막(membrane) 우주간의 충돌에 의한 우리 우주의 탄생을 이야기 한다. ‘대통일 이론’ 보다 한발 더 깊이 들어가 특이점의 성질까지 설명한 이론이다.

이 추론이 맞는다면 특이점은 없음이 아니라 막 우주간의 충돌이지만 이 경우에도 더 큰 우주는 수없이 많은 막으로 존재한다는 전제를 깔고 있다. 막 우주 보다 큰 세계에 대한 설명을 못하고 있는 것이다.

우리가 홀로그램(막) 우주에 살 가능성은 이렇다. 어항속의 금붕어를 어항 벽면을 통한 2차원으로 3차원 영상의 홀로그램을 만들어 비추면 두 마리 금붕어들은 서로 자신이 진짜라고 여긴다. 서로 진짜라고 여기는 것은 맞지만 어느 금붕어가 진짜인지 가짜인지 자신들은 전혀 구분하지 못한다. 어항을 전체적으로 보는 어항 밖의 관찰자만이 진실을 안다.

우리가 살고 있는 이와 유사한 ‘막(membrane) 우주론’은 가장 유력한 ‘만물의 이론’(Theory of Everything, TOE)중 유일한 대안으로 떠오르고 있다. 우리는 금붕어처럼 실체가 다른 곳에 있고 투영된 존재일 수 있다. 막 우주론은 이론상 근거를 어느 정도 확보하고 있는 중이다.

현 단계에서 우주원리를 규명할 ‘만물의 이론’중 가장 유력하면서도 유일한 ‘M-이론’(M-theory)은 예전 같으면 공상과학영화 소재로나 다뤄졌을 것이다. 지난 1994년 ‘끈이론’을 통합하면서 물리학계를 발칵 뒤집어 놓은 M-이론의 등장은 그동안의 골칫거리였던 거시의 ‘중력이론’과 미시의 ‘양자역학’을 하나의 이론체계로 설명해 스티븐 호킹 박사의 말처럼 ‘신의 문’을 두드린 일대 사건이었다.

특이점 상태에서 우주의 4대 힘인 강한 핵력, 약한 핵력, 전자기력, 중력이 하나의 이론으로 통합되는 순간이었기 때문이다.

끈이론(string theory)과 M-이론에 따르면 우리가 사는 세상은 4차원(3차원+시간)이 아니라 7차원이 더해진 11차원(시간차원을 빼면 끈이론의 6차원에 M-이론의 1차원이 더해진 10차원)으로 구성된 세계라고 한다. 다만 6차원은 미세한 필라멘트처럼 공간 속에 말려 있어 인간의 인지능력으로는 감지하지 못할 뿐이다.

우리가 인지하고 있는 사물이나 사건 등은 11차원의 현상 중 두 개의 평평한 4차원 막 가운데 하나(또 하나의 막은 동반우주)에 불과한 것이라는 이론이다. 우리가 존재하기 위한 좌표는 전후, 좌우, 상하, 시간에 의하지만 실제 더 많은 좌표가 우리들 옆에 숨겨져 있는 셈이다.

11차원을 모두 인지하기 위해서는 상상할 수 없는 극미의 미시세계로 여행을 하면 가능하지만 그것은 현대과학으로는 불가능하다. 소립자를 충돌시키는 거대 강입자가속기 실험(충돌을 통해 특정 소립자가 사라지면 여분의 차원이 증명됨)에 도전하고 있는 중이고 일부 가시적인 증거들이 나오고 있는 상황이다.

강입자가속기 시험을 통해 ‘여분의 차원’(Extra Dimensions)이나 다른 우주가 확실하게 검증되면 우리 인간의 4차원적 존재 내지 인지능력은 정말 왜소해진다. 하지만 M-이론이 만물의 이론으로 증명이 됐다는 전제를 해보면 우리가 알지 못하는 인간의 보이지 않는 또 다른 인지능력은 다른 차원의 세상을 열어 줄 것이라는 상상을 가능하게 하고 있다.

M-이론에 따라 우리가 사는 우주는 11차원 중 고작 3차원의 막으로 된 우주이고, 더구나 무한한 우주중 하나에 불과할 뿐이라면 애초 우리 우주는 그렇게 탄생했던 것일까. 아니면 우주는 빅뱅 이후 진화를 거듭하면서 현재의 다차원-다중우주로 진화한 우주중의 하나일까.

우주가 팽창중(우리우주)인 것은 맞고 갈라지는(다중우주) 우주는 진행형일 개연성이 있다. 꿈같고 비현실적인 이야기이지만 먼 훗날 우리 인간은 개별적으로 원하는 우주를 안방에서 만들어 그 세계에 들어가 활동하고 살 수 있는 진화, 즉 ‘고차원 교감’(high-dimensional interaction)으로까지 가능해질 수 있다는 것을 물리학계는 가설로 내놓고 있다.

여기에 양자적 얽힘(quantum entanglement), 즉 ‘상태의 공존’ 현상은 미시세계 소립자들의 기본 역학으로 증명된 이론이다. 우리가 현실 생활에서 한 가지 일에 끊임없이 매달리면 이뤄진다는 믿음은 우주의 창조(갈라지는 우주) 선상에서 생각해 볼 수 있는 ‘양자적 끌림’이라는 이론과 궤를 같이한다.

물리학은 이처럼 우리가 사는 세상을 11차원의 세계로까지 확장하고 있지만 결국 우리 안으로 회귀하고 있다. 그런 차원에서 일단의 물리학자들은 우주의 수가 10의 500승개(1조개를 41.7번 곱한 수)나 된다는 이론까지 내놓고 있다. 허무맹랑한 이야기 같지만 가장 똑똑한 물리학자들의 가설이기에 불신만 할 수 없다.

실제로 양자역학에서 아원자의 미시세계를 들여다보면 물질과 반물질이 공존하거나 또는 물질이 있다가 없어지고 없다가 생겨나는 기이한 현상이 일어난다. 또한 양자역학의 소립자들은 여러 곳에 동시에 존재(복사본 아님)하는 유령 같은 ‘상태의 공존’ 현상이 관측될 뿐만 아니라 소립자중 광양자(光量子,light quantum)는 거시세계에서 도무지 이해할 수 없고 일어나서도 안 될 파동과 입자의 성질(파동은 입자일 수 없고 입자는 파동일 수 없음)을 동시에 갖고 있다.

물리적으로 ‘불확정성의 원리’는 규명된 사실이다. 미시세계의 물질 또는 반물질은 확정적인 유와 무의 개념이 없을 뿐만 아니라 실존하는 것이 확정되지 않은 실존이라는 ‘확률적 존재’(파동함수, wave function)의 방식으로 이해하기 힘든 물리법칙을 따른다.

이를 종합해 보면 빅뱅의 고향인 특이점 밖의 또 다른 우주는 우리의 상상을 불허하는 것이 아니라 규명될 수 있는 가능성을 띠었다. 이제 다시 시각을 돌려 우리의 우주가 얼마만큼 생존할 수 있고 진짜로 존재하는 우주인지를 생각해 볼 필요가 있다.

전술한 두 마리의 금붕어 중 진짜 금붕어라고 해도 생명은 유한하다는 것이며, 홀로그램 금붕어이면 가짜라는 것이지만 그 가짜도 진짜에 의해 생명의 한계가 주어진다. 결국 우리가 사는 우주의 실체를 알아 나가는 일도 빅뱅 이전이나 특이점 밖 그 이상의 무엇에 접근하는 하나의 가설을 또 만들어 갈 수 있다.

빅뱅 이후 우주는 끝없는 팽창(플러스 에너지)을 지속하고 있다. 이 팽창의 과정 속에서 우주와 그 안의 물질들은 열역학제1법칙에 따라 에너지를 소모하고 있다. 나아가 우주 스스스로는 에너지의 소모 과정에서 에너지로 다시는 활용하기 어려운 일종의 쓰레기(환원 불가능 에너지로 그 조차 에너지이긴 하지만)의 양을 키우고 있는데, 그것이 열역학제2법칙인 ‘엔트로피’(entropy)의 증가 지향성이다.

이 법칙대로 엔트로피의 증가가 계속돼 우주에 엔트로피로만 가득 찬다면 우주에는 사용할 만한 에너지가 바닥난 것이고, 우주의 팽창과 모든 생명활동은 멈추게 된다. 우주의 사용가능한 에너지 값이 0이 되는 파산이다.

이는 완벽한 질서인 코스모스(우주)가 가장 불완전한 무질서 상태가 되는 것이다. 과연 우주는 그렇게 나아가게 스스로 제어를 하지 않을까. 빅뱅전 완벽한 질서에서 탄생한 우주가 그 반대의 완전한 무질서로 바뀐다면 어떤 의미로 받아들여야 할까.

특이점 상태의 질서에서나 엔트로피만으로 꽉 찬 무질서 상태는 에너지와 질량의 총량이 같아 물질계의 법칙으로는 바뀐 것이 없다. 물론 엔트로피가 100인 상황이나 특이점으로 ‘빅 크런치’(big crunch, 대붕괴, 원점 회귀)가 일어나면 우주의 모든 생명은 사라진다. 이는 곧 우리 우주가 생성과 소멸을 반복할 가능성이 있음을 의미한다.

하지만 우리 우주를 ‘막 이론’으로 정리해 보면 가짜 금붕어일 수 있다. 우리의 우주가 실제로는 없는 없음(무)의 홀로그램이라고 가정해 볼 경우 무는 우리의 우주와 같은 형상을 띠었다.

‘홀로그램 빅뱅’이란 현상을 가정해 보는 것이 의미 있는 것은 무가 그 성질상 물질을 빅뱅하는 것이 앞뒤가 안맞기 때문이다. 홀로그램은 실제로 무이기 때문이다. 우리의 우주가 실제로 존재하지 않는 무의 홀로그램일 경우 우리 모두는 우리가 기준으로 삼고 있는 물리학적으로 또는 인지작용으로는 없는 존재다. 우리 우주는 가상의 세계가 된다.

빅뱅 이전, 이후의 상황을 종합하면 아직까지 100%로 규명된 이론은 없다. 하지만 한 가지 분명한 사실이 있다. 빅뱅이론을 증거한 것은 우주의 실체를 알 수 있는 진일보한 성과인 것은 분명하지만 ‘우주의 진실’을 알아가는 대단히 초보적인 걸음마를 떼었을 뿐이라는 사실이다. 동시에 우리가 사는 무한하고 영원할 듯한 우주도 아주 작고 언젠가 소멸되는 운명을 갖고 있다는 점이다. 어쩌면 우리 인류는 보이지 않는 무한의 우주를 스스로 무한히 창조하면서 실체가 있을지 없을지도 모르는 작은 우주(우리 우주)에 매달리고 있을 지도 모른다.