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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

천문학

영원한 빅뱅 우주’를 주장하는 새로운 빅뱅이론

미디어위원회
2016-05-06

‘영원한 빅뱅 우주’를 주장하는 새로운 빅뱅이론

(An eternal big bang universe)

by John G. Hartnett Ph.D.


      1968년 무신론자였던 내가 고등학교를 다니고 있던 시절에, 논란이 되고 있던 우주론 모델을 다룬 한 책을 공동 제작했었다. 그 때는 우주배경복사(CMB, cosmic microwave background)가 발견된 지 3년이 지난 때였고, ‘빅뱅이론(Big Bang Theory)’이 경쟁 이론이던 ‘정상상태이론(Steady State Theory, 정상우주론)’보다 훨씬 앞서 나가던 때였다.



.경쟁하는 두 이론(빅뱅이론과 정상상태이론)에서의 시간 경과에 따른 우주 밀도의 차이.


서부 호주 과학대회에서 2등 상을 차지한 우리 책은 두 경쟁하는 우주론 모델의 개요를 서술했었다. 그 시절 빅뱅이론에는 3가지 다른 형태가 있었다 :

1. 사이클로이드 모델(cycloidal model). 우주 질량의 밀도가 너무 커서 필연적인 재붕괴에 저항하지 못해, 우주가 대함몰(big crunch)로 다시 수축 붕괴한다는(그리고 특이점에서 다시 팽창한다는) 모델. (유한한 닫힌 우주, a finite closed universe).

2.타성 모델(coasting model). 무한한 우주에 딱 적절한 량의 물질이 있어서, 팽창이 가속되지도 감속되지도 않으며, 지속적으로 일어나지만, 결코 붕괴되지 않는다는 모델. (무한한 열린 우주, an open infinite universe)

3.쌍곡선 모델(hyperbolic model). 가속 팽창하는 우주로, 적은 질량 밀도를 가져 우주 상수에 의해서 나뉘어진다는 모델. (열리고 무한한 우주, an open and infinite universe)

가장 인기 있었던 모델은 임계보다 많은 물질량의 밀도를 가져, 우주가 대함몰로 다시 붕괴된다는 닫힌 사이클로이드 모델이었다. 오늘날에는 암흑물질과 암흑에너지에 기인하여 공간적으로 평탄한, 가속화되는 무한한 (열린) 우주가 인기가 높다. 

우주의 기원에 대한 질문에 쉬운 답을 찾고 싶어하고, 하나님과 관련된 문제를 피하고 싶었던 나 같은 학생들은, 정상상태이론(Steady State Theory)은 딱 적당한 우주론이었다.

이러한 모델들을 검토하고, 발견된 우주배경복사(CMB)가 빅뱅 이론자들, 특히 조지 가모프(George Gamow) 같은 사람들이 예상했던 빅뱅이론을 지지한다는 것을 알면서도, 나는 개인적으로 정상상태이론을 좋아했다. 정상상태이론은 단지 하나의 모델을 가지고 있었다. 그것은 과거나 미래 모두 영원한, 무한한 우주였다. 그것은 시작도 없고, 끝도 없는 것이었다.  


정상상태이론은 팽창하는 우주를 받아들이지만, 팽창함에 따라 팽창으로 발생하는 물질 밀도의 감소와 정확히 균형을 이루는 양의 수소 원자가 진공에서 ‘창조’된다. 새로운 물질은 새로운 별과 은하들을 만들고, 우주는 계속 똑같은 상태로 존재한다. 허먼 본디(Herman Bondi), 토마스 골드(Thomas Gold), 프레드 호일(Fred Hoyle) 같은 유명한 사람들에 의해 발전된 이 개념은, 창조주를 필요로 하지 않는다. 왜냐하면 우주는 계속 존재해 왔기 때문이다. 이 이론은 우주의 기원을 가지지 않는다. 우주의 기원에 관한 질문에 쉬운 해답을 찾고 싶어하며, 하나님과 관련된 문제를 피하고 싶었던 나 같은 무신론자 학생에게, 정상상태 우주론은 딱 적당한 이론이었다. 왜 다른 것이 필요한가? 그 시절 나는 무신론자였고, 신을 분리해서 서술하는 방식에 만족해했다.


그러나 허블 팽창과 우주배경복사는 과학계의 관점을 빠르게 바꿨다. 빅뱅이론이 발전하면서, 1950년대에 빅뱅이론의 주도자들은 ‘복음주의자’라고 불려졌다 (빅뱅이론의 열렬한 반대자였던 프레드 호일은 빅뱅이론을 비웃으며, 그들을 이렇게 불렀다). 이것은 그들 대부분이 미국인이었기 때문이다.(영국인이었던 라엘을 제외하고, 가모프, (로버트) 디케 등은 미국인이었다). 그러나 그들 대부분은 무신론자였다.


그 당시 빅뱅이론을 믿었던 유명한 유신론자는 예수회 로마 가톨릭 신부였던 조르주 르메트르(Georges Lemaître)였다. 그는 러시아인으로 무신론자였던 알렉산드르 프리드만(Alexander Friedmann)과 함께 표준빅뱅이론을 위한 아인슈타인 필드(중력장) 방정식(Einstein field equations)을 풀었다.[1] 


1951년 11월 22일 교황 비오 12세(Pope Pius XII)가 교황청 과학원(Pontifical Academy of Sciences) 개회식에서 빅뱅이론은 가톨릭의 창조 개념과 상충되지 않는다고 선언했을 때, 빅뱅이론은 많은 사람들에게 널리 받아들여지게 되었다. 그러나 이에 반대하는 사람들도 많았고, 그들의 반대에는 시간에 대한 기원도 포함되어 있었다.


정상상태 우주론을 믿고 있던 많은 무신론자들은 영국 사람들이었고, 빅뱅이론이 비논리적이라며 강하게 반대했다. 그들 중 한 명은 프레드 호일(Sir Fred Hoyle)이었다. 그는 한때 이런 유명한 말을 했다 :

”[빅뱅이론]은 과학적 용어로 설명될 수 없는, 비합리적인 과정이며, 관측 결과가 어떠하든지 도전받지 않는다.”[2]

1950년대와 1960년대에는 이들 이론들 간에 많은 경쟁이 있었다. 조지 가모프(George Gamow)는 빅뱅의 잔광이라 주장되는 우주배경복사(CMB)가 발견된 후에, 프레드 호일(Fred Hoyle)에게 대응하여, 정상상태 우주론의 ‘종말’을 선언하면서 유명한 말을 했다.

”나는 우주의 발생(cosmogony)에 대한 거친 파도 위에 더 이상 호일(Hoil)을 쏟아 부을 필요가 없다고 말할 수 있게 되어 기쁘다.”

1965년부터 빅뱅이론은 정상상태이론에 비해 빠른 속도로 기반을 얻기 시작했다. 그리고 오늘날 정상상태이론의 제안자들 대부분은 죽었지만, 아직도 그 이론을 지지하는 소수의 신봉자들이 남아있다. 그들은 개정된 버전인 준정상상태 창조론(Quasi-Steady State Creation theory)을 따르고 있다. 그 이론의 대부분은 프레드 호일이 창안했던 것이다. 그 이론은 여러 번의 팽창과 수축 주기를 갖는 준정상상태의 우주로서, 특이점 안으로 대함몰은 포함시키기 않았다. 이 이론에 따르면, 우리는 분명히 팽창 주기에 속해 있으며, 창조는 창조주에 의한 것이 아니고, 우주 자체의 속성에 의해 되었다는 것이다.


나는 1980년도 윌리엄 레인 크레이그(William Lane Craig, 합리적 믿음의 변증 사역을 시작했던 기독교 변증론자)와 저명한 무신론자간의 논쟁을 본 것을 기억한다. 크레이그는 우주는 시간의 기원을 가지고 있다는 논거를 사용했는데, 왜냐하면 우리는 팽창하는 우주를 관측하고 있으며, 그것이 증거이며, 성경의 창조 기록이 사실이라는 것이었다.


근본적으로 그것은 칼람 우주론적 논증(Kalam cosmological argument)인데, 우주는 존재하고, 하나의 시작을 가지고 있기에, 우주의 기원에 대한 원인이 있어야 할 것이고, 하나님이 창조의 첫 번째 원인이 되어야한다는 것이다. 이 주장은 그 자체가 유효하다. 그러나 크레이그는 우주의 창조에 대해 논쟁하기 위해 빅뱅이론을 사용했다.


우주가 팽창하고 있다는 생각에 기초하여, 크레이그는 (우주론적 원리의 가정을 가지고 우주에 적용된 아인슈타인 필드 방정식의 해결책인) 프리드먼과 르메트르의 표준빅뱅이론은 우주가 하나의 우주적 특이점(a universal singularity)으로부터 생겼다는 것을 의미한다고 말했다. 따라서 이 특이점은 시공간으로 과거의 경계가 되고, 우주는 유한한 과거에 하나의 절대적 출발점을 갖는다는 것으로 이어졌다. 빅뱅이론에 따르면, 최초의 우주론적 특이점 이전에는 아무것도 존재하지 않았으며, 우주를 구성하는 모든 것은 그 사건으로부터 생겨난 것이었다.[3]


당신은 알아챌 수 있는가? 그것은 사람의 이론을 사실로서 비논리적으로 격상시키고 있는 것이었다. 그리고 나서 그 이론을 증명하기 위해서, 사실이라 불리는 것들을 증거로서 사용하고 있는 것이었다. 그러나 우주론(cosmology)은 그렇게 간단한 것이 아니다. 우주는 임의적인 실험을 수행해볼 수 있는 실험실이 아니다. 우주론은 사실 진정한 과학이 아니다. 그것은 철학에 가깝고, 일종의 믿음 체계이다. 어떠한 특별한 우주생성론이라도 그 이야기를 믿기 위해서는 추종적 믿음이 필요하다. 그러나 성경 창세기에 나오는 창조를 증명하기 위해서 빅뱅이론이 사용됐다. 빅뱅이론의 지지자들 중에서 무신론자들은 이러한 시간적 기원을 굉장히 싫어했으며, 이것을 극복하기 위해서 많은 노력을 해왔다.


철저한 무신론자인 스티븐 호킹(Stephen Hawking)은 시간의 기원이 없는, 우주의 양자 특이점(universal quantum singularity)이라는 개념을 들고 나왔다. 그의 생각은 마치 우주가 이전의 우주에서 창조됐던 어떤 양자 특이점을 통과하여 나온 것 같다는 것이었다. 이 생각은 다중우주론(multiverse)이라는 개념으로 이어졌다. 즉, 호킹이 말한 것처럼, 우주는 많은 역사들을 가지고 있고, 우리는 그 일부만을 관측할 뿐이라는 개념이다. 이것은 몇 가지 양자 중력 공식(quantum gravity formulation)을 사용해서 만들어진 이론으로부터 나온 주장이었다. ”어떻게 우주가 시작됐는가?”라는 질문에 대해, 아래와 같이 말해지고 있었다 :

많은 과학자들은 이 문제를 가장 심오한 문제 중 하나라고 생각한다. 그러나 스티븐 호킹에겐… 그 문제는 … 존재조차 하지 않는다. [그는] 우주는 특별한 시작이 없다고 이야기한다. 대신에, 우주는 상상 가능한 (일부는 상상할 수도 없는) 모든 방법으로 시작됐다. 만약 우리가 지금 있는 곳에서 시작한다면, 현재 우주는 이러한 상황으로 이끌었던 그 역사들을 ‘선택’해야만 하는 것이 분명하다. 아니면, 우리는 여기 존재할 수 없었을 것이다.[4] 

표준빅뱅이론은 제로(0) 차원의 시공간이 하나의 ‘특이점’으로부터 매끄럽게 팽창한 우주를 주장하지만, 이 새로운 연구는 특이점은 없다고 주장한다.


이제 이 주장은 내가 이 글을 쓴 이유로 돌아오게 해준다. 내가 1968년에 빅뱅이론보다 정상상태이론을 믿었던 주된 이유는, 정상상태이론은 시작을 필요로 하지 않았기 때문이었다. 즉, 내가 정상상태이론을 믿었던 것은 창조주를 필요로 하지 않았기 때문이었다. 만약 내가 창조주를 필요로 하는 이론을 믿었다면, 창조주를 인정해야 하기 때문이었다. 나는 무신론 과학자들도 같은 생각을 하고 있을 것이라고 생각한다. 나는 신으로부터 가능한 멀리 도망치고 싶었고, 그들도 같은 행동을 하고 있다고 생각한다.


문제는 거기서 끝나지 않는다. 내가 기독교인이 된 후에 빅뱅이론을 믿었다면, 그래도 여전히 문제는 남아 있을 것이다. 나는 예수님을 영접했던 시기에 빅뱅이론을 믿었기 때문에, 이것을 알고 있다. 그때는 성경의 창조에 대한 창세기 기록을 읽은 직후였고, 나는 성경적 창조론자가 되어있었고, 성경 말씀은 권위가 있음을 믿었다.


그럼에도 불구하고, 빅뱅이론을 사용했던 윌리엄 레인 크레이그의 주장을 받아들이고, 그것을 사용하는 많은 기독교인들이 있다. 그들은 빅뱅이론은 우주의 창조를 설명하기에 적절한 설명이라고 믿고 있다. 그들은 또한 세상의 기원이 특이점의 빅뱅으로 나왔다는 것도 믿고 있는데, 이는 빅뱅이론이 시간의 기원을 포함하기 때문이다.


오래된 연대 창조론자인 휴 로스(Hugh Ross)는 '믿는 이유(Reasons to Believe)”에서, 비슷한 주장을 하고 있는데, 그는 성경이 문자 그대로 빅뱅 기원을 기술하고 있으며, 빅뱅은 증명된 과학임으로 받아들이라고 주장하고 있다. 로스는 소위 ‘과학’이라 불리는 것을 성경과 동일 선상에 놓고 있다. 사실 그는 과학을 성경 위에 두고, 명백히 다르게 말하고 있는 성경의 기록을, 과학을 사용하여 재해석하고 있는 것처럼 보인다.


그러나, 2015. 2. 4일에 발표된 새로운 양자 중력이론(quantum gravity theory)을 사용한 최근의 이론은 그 이론에 추가적 용어를 사용하고 있었는데, 초기 우주에서 빅뱅 특이점(singularity, 시작점)을 없애고, 우주의 무한한 나이를 주장하고 있었다. 그 이론에 따르면, 빅뱅은 특이점에서 시작하지 않았다는 것이다. 특이점은 더 이상 필요하지 않았다. 우주물리학자인 브라이언 코버레인(Brian Koberlein)은 아래와 같이 설명했다[6] :

여기서 주목해야할 점은 특이점을 제거함으로서, 이 모델은 우주가 시작점을 가지지 않는다는 것을 예측한다. 우주는 우리가 빅뱅이라 부르는 뜨겁게 뭉쳐진 상태로 ‘붕괴’되기 전에, 일종의 양자 포텐셜(quantum potential)로서 영원히 존재한다. 불행히도 많은 기사들은 ‘특이점이 없다’는 것과 ‘빅뱅이 없다’는 것을 혼동하고 있다.


이 새로운 이론은 영원한 빅뱅우주(an eternal big bang universe)를 주장하고 있었다. 이 이론 전에 나온 정상상태 우주론과 호킹의 양자이론이 주장하는 어떤 측면처럼, 이 새로운 이론도 영원한 우주를 말하고 있었다. 이 이론은 시간적 기원을 가지지 않는다. 코버레인은 이렇게 말하고 있었다 :

이건 흥미로운 모델이긴 하지만, 이 이론은 아주 기본적이라는 것에 주목해야 한다. 다른 것보다 오히려 개념의 증거에 더 가깝다. 또한 빅뱅의 특이점을 영원한 역사로 교체하는 것은 새로운 생각이 아니라는 점을 주목해야 한다. 예를 들어, 많은 급팽창(inflation) 모델들이, 비슷한 예측을 했었다. 그러나 그러한 개념들 중 어떠한 것도 과학적 사실로 확립된 빅뱅이론을 제거하지는 않았다.

그가 얼마나 열성적으로 그 이론이 빅뱅을 제거하지 않았다고 피력하고 있는지를 주의하여보라. 그래서 현재 그 이론은 빅뱅이론에서 시작점을 뺀 것이다. 빅뱅이론의 죽음이라 말한 보도들은 엄청나게 과장된 것이었다. 빅뱅이론은 살아있으며 건재하다고 그들은 말한다.[7]

또한 빅뱅의 특이점을 영원한 역사로 교체하는 것은 새로운 생각이 아니라는 점을 주목해야 한다.

이것은 마치 빅뱅이론의 초기 초고온 초밀도 상태에서 폭발과 함께 정상상태이론의 영원한 역사(아니면 호킹의 모델의 역사)가 출현한 것처럼 보이지만, 그들이 현대 우주론이라 부르는, 암흑에너지로 유도되는 암흑물질로 가득 찬 판타지는 유지하고 있는 것처럼 보인다. 와우! 영원한 빅뱅 우주라는 우주생성론! 그러한 것을 믿기 위해서 그들은 커다란 믿음을 가지고 있음이 분명하다. 나는 그러한 믿음이 없다.[8]


그들은 창조주를 제거하고자 하는 그들의 욕망을 드러내고 있었다. 이제 남은 것은 어떤 영원한 양자 포텐셜, 즉 새로운 ‘틈새의 신(god of the gaps)’인 것이다. 그것은 무엇인가? 그것이 약 6,000년 전에 우주를 창조하시고, 영원히 스스로 존재하시는 분과 다른 점이 무엇인가?


그리고 우주의 기원에 관한 표준모델이 시간적 기원을 부정하려고 할 때, 윌리엄 레인 크레이그와 휴 로스와 같은 (오래된 연대와 빅뱅이론을 믿고 있는) 기독교 변증론자들은 이 딜레마로부터 벗어나기 위해 무엇을 해야 할 것인가? 지금까지, 그들은 프리드만이나 르메르트 같은 빅뱅이론가들의 이론을 받아들여 왔다. 이제 과학계가 우주론을 (시간의 시작도 끝도 없는) ‘영원한 빅뱅이론’으로 바꾼다면, 그들은 그것도 받아들일 것인가? 이 무슨 곤혹스러운 상황인가!



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References and notes
1.Note: Lemaître’s universe did not originate in a singularity but he said it began in a ‘cosmic egg’, i.e. of finite dimensions.
2.Fred Hoyle quoted by Smith, Q., in A Big Bang Cosmological Argument For God’s Nonexistence, Faith and Philosophy 9(2):217–237, April 1992.
3.Craig , W.L., God and the Initial Cosmological Singularity: A Reply to Quentin Smith, Faith and Philosophy 9:237–247, 1992.
4.Stephen Hawking quoted in Did Alternative Worlds Exist at the Big Bang, dailygalaxy.com and PDF document http://journals.aps.org/prd/pdf/10.1103/PhysRevD.73.123527Originally published in Hawking, S.W. & Hertog, T., Phys. Rev. D(73):123527, 2006.
5.Alia, A.F., and Das, S., Cosmology from quantum potential, Physics Letters B(741): 276–279, 2015.
6.Koberlein, B., In the Beginning, briankoberlein.com, 10 February 2015.
7.What if the universe had no beginning?, earthsky.org, 10 February 2015.
8.For starters, eternal universe ideas, whether the Steady State Theory or the new ‘eternal big bang’ discussed in this article, all fall foul of the implications of the Second Law of Thermodynamics, which is thoroughly established by experiment; see World Winding Down. To say this I must make the implicit assumption that the same laws of physics apply when the pre-big-bang quantum potential supposedly eternally existed, and I also make the assumption, which might not be so obvious, that the Second Law actually applies to the universe as a whole. But Paul Davies said, 'Yet the laws [of physics] that permit a Universe to create itself are even more impressive than a cosmic magician. If there is a meaning or purpose beneath physical existence, then it is to those laws rather than to the big bang that we should direct our attention”; see The singularity—a ‘Dark’ beginning. Hence we can make that assumption, because it is consistent with that worldview.

 

*참조 : Religion within science - Big Bang Theory Debunked (youtube 동영상)

https://www.youtube.com/watch?v=6iE8ODcmd7c

The Big Bang Proven Wrong by Halton Arp on the Intrinsic Red Shift (youtube 동영상)

https://www.youtube.com/watch?v=rcQv1eLr9A4

Inflationary cosmology on trial (youtube 동영상)

https://www.youtube.com/watch?v=IcxptIJS7kQ


번역 - 한동대 창조과학동아리

링크 - http://creation.com/eternal-big-bang

출처 - CMI, 2015. 2. 26.



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