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천문학

빅뱅 우주론은 기적을 필요로 한다. : 급팽창 빅뱅이론은 더 큰 문제를 야기시킨다.

빅뱅 우주론은 기적을 필요로 한다. 

: 급팽창 빅뱅이론은 더 큰 문제를 야기시킨다. 

(Big Bang Cosmology Needs Miracles)

David F. Coppedge


   오늘날 유행하고 있는 빅뱅 이론(big bang theory)에 대한 한 우주론자의 설명은 그것을 추종하고 있는 사람이 아니라면, 매우 불합리하게 들린다.

조니 하트(Johnny Hart)의 한 오래된 만화에서, 피터는 그가 발명했다는 어설픈 전화기를 나무에 걸어놓고, 친구에게 말한다. ”이것은 멀리 떨어진 사람과도 통화할 수 있는 멋진 기계라네.” ”오 정말 대단하군” ”그러면 통화가 되는지 한번 전화를 걸어보세” 피터가 말한다. ”전화할 수 없다네. 나는 한 대만 만들었거든.” 이 만화가 의미하는 것은 무엇일까? 이 사람이 만든 전화기에 있어서 문제점은 무엇인가? 전화선이 아직 발명되지 않았다면, 전자기 이론이 없었다면, 오디오–전자기 변환장치, 교환 배전반, 스위치 연결 인프라....등이 아직 발명되지 않았다면, 전화기가 무슨 소용이 있겠는가? 나무에 걸려있는 전화기는 전혀 쓸모가 없는 것이다.

New Scientist(2018. 10. 22) 지에서 폴 서터(Paul Sutter)가 발표한 오늘날의 빅뱅 우주론에 대한 설명을 들을 때, 이러한 느낌을 받게 된다. 서터는 오하이오 주립대학의 천체물리학자이며, 라디오, 여행, 잡지 등에서 천문학을 대중화 하고 있는 사람이다.  그는 피터의 전화기처럼, 빅뱅 이론을 화려한 언변으로 과대 포장하여 선전하고 있었다 :

빅뱅(Big Bang) 모델은 우리가 살고 있는 우주의 역사에 대한 가장 성공적인 설명이며, 핵심 내용을 단 한 문장으로 쉽게 축약할 수 있다 : ”오래 전 우리의 우주는 매우 작았다.” 이 간단한 문장으로부터, 수십 년의 관측을 통해 입증되어왔던 주요한 시험 가능한 예측들로 이어졌다. 우주의 팽창 속도, 우주의 마이크로파 배경 복사, 가장 가벼운 원소들의 생성, 가까운 은하와 먼 은하의 차이, 우주론(cosmology)을 과학으로 만들어주는 모든 일련의 증거들...

누군가가 어떤 기계나 제품을 대대적으로 선전하고 나서, 청중들 모두가 대단하다고 생각하는 상태에서, ”그러나 단지 한 작은 문제가 있다...”라고 말한다면, 어떤 생각이 들겠는가? 그리고 그 문제가 치명적인 결점이라면, 이전의 모든 설명은 과대선전이 되는 것이다. 서터는 다음과 같이 말하고 있다 :

그러나 몇 가지 문제가 있다. 표준 빅뱅모델은 다른 추가적 가정이나, 수정 없이 모든 관측들을 설명할 수 없다.

서터의 ”단지 한 작은 문제”는 하나의 문제도 아니고, 작은 문제도 아니다. 앞에서 언급한 만화로 돌아가서, 주변 장치들이 없는 전화기를 생각해보라. 피터가 이렇게 말했다고 생각해보라. ”글쎄, 그것들은 없지만, 상상의 모델에 의해서 해결되는 것을 상상해볼 수 있지. 나는 이것을 ‘휙 이론(Poof Theory)’라고 부른다네.” [우리는 다윈의 사전에서 그것을 ‘휙 속임(Poof Spoof)’이라고 부른다.] 이것은 서터의 기적이다. 문제를 없애기 위해서 '급팽창(inflation)'(즉, 휙)에 호소하는 것이다. 한때 우주는 엄청난 속도로 급팽창 됐었다는 것이다.


빅뱅의 별빛-거리 문제.

빅뱅 우주론은 심각한 별빛-거리 문제를 갖고 있음을 서터도 고백하고 있다는 것에 주목해야 한다. 별빛-거리 문제는 젊은 우주 연대를 주장하는 성경적 창조론자들이 자주 공격당하는 문제이기도 하다.

별빛은 우주의 먼 곳에서 우리에게 온다. 그래서 너무 멀리 떨어져있는 별빛은 아직 우리에게 올 수 없었다. 그리고 우주의 서로 반대편에 있는 배경 별빛은 서로 접근할 수 없었다. 물리학의 특수 용어로 우주의 마이크로파 배경복사의 영역은 인과관계로 서로 연결되어 있지 않다. 다른 말로 표현하면, 우리가 관측하는 우주의 한 덩어리는 지난 138억 년 동안 다른 덩어리와 통신하기 위해서는 빛의 속도보다 빠르게 신호를 보냈어야만 했을 것이다.

우주의 마이크로파 배경복사가 서로 다르다면, 전혀 문제가 되지 않을 것이다. 그러나 초기 우주의 배경복사는 백만 분의 1도 차이로 동일했다. 한 지역의 변화가 다른 지역에 영향을 줄 충분한 시간을 갖지 못했을 때, 어떻게 그렇게 잘 조정된 온도를 갖고 있는 것일까?

서터는 또한 평탄성 문제(flatness problem)도 언급하고 있었다.

그러나 우리의 우주가 평평할 이유는 없다. 큰 스케일에서는 원하는 곡률을 가질 수 있다. 우리의 우주는 마치 거대한 다차원의 비치볼이나, 승마용 안장처럼 형성되어 있을 수도 있다. 그러나 아니다. 우주는 평탄함을 골랐다. 그리고 약간만 평탄한 것이 아니다. 현재의 우주에서 몇 퍼센트 정도의 정밀도로 곡률이 없다는 것이 측정되려면, 초기 우주는 백만 당 하나로 평평했어야한다.

그리고 자기홀극 문제(monopole problem)가 있다. 표준 빅뱅 우주론에 따르면, 자기 홀극(magnetic monopoles)은 모든 곳에 편재해야 하지만, 탐지되지 않고 있다.


구스의 휙 속임수 이론

서터는 최고 수준의 오류를 범하면서, 그리고 천문학적 수준의 ”아마도, 어쩌면, 그럴지도, 일지도, 혹시, 추정되는....”와 같은 용어들을 사용하면서, 급팽창(inflation, 인플레이션)이라고 불리는, 휙 이론(Poof Theory)를 소개하고 있었다 :

이러한 수수께끼에 대한 최선의 해결책은 1980년에 물리학자 앨런 구스(Alan Guth)에 의해서 처음 제안됐던, 급팽창(inflation)이라 불리는 과정이었다. 그는 우주가 완전히 이질적인 과정으로, 자기 홀극(magnetic monopoles)으로 넘쳤던, 엄청나게 빠른 팽창기간이 있었다고 제안했다.

우주는 얼마나 빠른 속도로 팽창했을까? 서터는 이 질문에 이렇게 대답했다 :

당신의 몸, 뇌, 장기, 골격 등이 풍선처럼, 오늘날 관측되는 우주의 크기로 갑자기 팽창된다고 상상해보라. 그리고 그러한 팽창에 걸린 시간이 10^-32 초도 안 걸렸다고 상상해보라. 그것은 심각한 팽창이며, 정확하게 급팽창이 의미하는 것이다. 우리의 우주가 엄청나게 젊었을 때, 구스(Guth)는 눈 깜짝할 사이보다 적은 시간에 우주가 그와 같은 스케일로 급격히 팽창했다고 제안했다.

서터는 이러한 급팽창은 평탄성문제( flatness problem), 지평선문제(horizon problem), 홀극문제(monopole problem) 등과 같은 빅뱅이론의 모든 문제점들을 해결했다고 주장한다. 왜냐하면 홀극은 우주 전체에 퍼져있는 당신의 몸체 조각처럼 찾기가 어려울 것이기 때문이다.

실제로 전화 통화를 하는 일은 휙 속임수 같은, 말로만 추정하는 일이 아니다. 서터가 고려하지 못한 것은, 구스의 급팽창 이론은 빅뱅 이론의 문제점들을 해결하기 위해서 발명해낸 것이지만, 더 큰 문제점들을 발생시키고 있다는 것이다. 구스는 빅뱅이론이 갖고 있는 평탄성문제, 덩어리문제(lumpiness problem), 지평선문제(별빛-거리 문제)... 등을 급팽창 빅뱅이론이 해결해주었다고 생각하고 있었다. 그러나 이들 각 문제들은 기본적으로 우주의 미세조정 문제(fine-tuning problems)인 것이다. 급팽창으로 오늘날 관측되는 우주의 미세조정이 일어나기 위해서는, 처음에는 더 큰 미세조정이 필요했다. 급팽창했던 우주의 초기 조건은 (빅뱅이론도 마찬가지지만) 엄청나게, 극도로, 무한히, 상상할 수 없을 정도로, 초초초정밀하게.... 정확했어야 한다. 그렇지 않았다면 오늘날 관측되는 우주의 미세조정은 일어나있지 않았을 것이다. 그리고 급팽창은 어떻게 멈추어졌는가? 일단 급팽창이 시작되었다면, 그것을 멈출 방법이 없을 것이다. 우리는 별들을 볼 수 없었을 것이고, 별들은 너무도 멀리 떨어져있을 것이다.

누가 알겠는가? 어쩌면 구스와 서터는 자신의 현실 속에서 가상의 가능성을 숙고하고 있는 우주의 빈 공간에 나타났다 사라지는 볼츠만 두뇌(Boltzmann Brains)일지.

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창조론자들은 ”과학을 부정하고, 기적을 믿는다”고, 진화론자들은 자주 비난한다. 진화론자들의 비난을 들을 때, 그들도 기적을 믿고 있음을 기억하라. 모든 사람들이 기적을 믿고 있다. 진화론자들은 극히 드문 기적과 같은 우연을 믿는 것이고, 우리는 창조주 하나님에 의한 창조를 믿는 것이다.


*참조 : 1. 물리학 전공자들도 모르는 우주의 놀라운 비밀 (동영상)

https://www.youtube.com/watch?v=de6MxoVwkz0

2. 우주의 미세조정(The Fine Tuning of the Universe) (동영상)

http://www.youtube.com/watch?v=TqwHwgN1kQg&feature=youtu.be



번역 - 미디어위원회

링크 - https://crev.info/2018/10/big-bang-cosmology-needs-miracles/ ,

출처 - CEH, 2018. 10. 26.

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6935

참고 : 3365|3933|3983|3941|4006|4042|4045|4255|4291|4595|4727|5106|5141|5156|5213|5289|5290|5302|5324|5325|5449|5543|5570|5630|5677|5805|5807|5829|5881|5921|5953|6005|6014|6019|6046|6084|6086|6101|6117|6130|6139|6154|6155|6185|6219|6259|6262|6279|6281|6294|6301|6334|6339|6344|6348|6359|6367|6375|6377|6395|6404|6427|6428|6478|6498|6502|6518|6577|6578|6596|6601|6616|6631|6651|6654|6656|6658|6662|6678|6705|6727|6739|6740|6746|6750|6776|6783|6840|6888|6265|6581|4428|4429|6666|6667|6672



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