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천문학

펴지는 우주창조론

펴지는 우주창조론


      천문학과 우주론에서는 우주의 초기 발생과정이 커다란 과제이며, 아인슈타인의 일반상대성 이론이 제시된 이후부터 본격적으로 수학적으로 우주의 기원을 정량적으로 탐구할 수 있게 되었습니다. 스티븐 호킹은 이 분야에서 많은 연구와 저술을 하였는데, 특히 그가 일반 비전문가들을 대상으로 발간한 '시간의 역사'는 일반 상대성 이론에 근거한 대폭발 이론을 알기 쉽게 설명하여 세계적인 베스트셀러가 되었습니다. 1926년 허블이 우주의 팽창을 관측하는데 성공한 이후 현재까지 지배적인 우주기원론은 대폭발(빅뱅) 이론입니다. 최근 허블 우주망원경이 측정한 좀 더 정밀한 허블상수를 사용한 결과 대폭발 이후 우주의 나이는 약 110억 년으로 추정되고 있습니다.


창조론적 관점에서 우주의 기원과 연대에 대하여 여러 가지 의견이 제시되고 있습니다. 오늘부터 두 주간은 우주의 규모와 기원으로부터의 시간문제를 성경과 너무도 잘 조화를 이룬 '씨앗 우주 창조론'에 대해서 설명을 해 드리도록 하겠습니다. 이것은 영남대 물리학과의 권진혁 교수님이 세계 최초로 정리하고 발표한 것으로 우리 한국창조과학회의 큰 자부심이라 아니할 수 없습니다.


그러면 먼저 현재까지 지배적인 우주기원론인 대폭발 이론에 대하여 검토해 보겠습니다. 현재 관측되는 천문학적 증거들 중 별빛의 적색편이(별이나 은하가 지구로부터 빠른 속도로 멀어져 갈 때 별빛의 파장이 붉은 색 쪽으로 치우치는 현상), 우주 배경복사(별이나 은하로부터 직접 방사되는 빛과는 달리 우주의 빈 공간에 가득한 파장 2cm 대의 우주전파) 등이 가장 강력한 것들입니다. 이것은 우주가 현재 팽창하고 있으며, 평형상태에 존재한다는 것을 의미하기 때문에, 우주는 약 100억 년 전에 매우 좁은 공간에 모여 있었으며, 대폭발 이후 현재까지 지속적인 팽창과 냉각과정을 통해 별들과 은하들이 형성되어 오늘의 모습을 만들었다는 대폭발 이론의 토대가 되었습니다. 쉽게 말씀드리면 증거들이 말하는 것은 우주가 팽창하고 있다는 것이며, 그것이 시작 지점과 시간이 있었다는 것으로, 이 두 가지 확실한 증거를 통해 결론내린 가설이 바로 빅뱅이론이라는 것입니다.


그러나 대폭발 이론에는 커다란 한계와 문제점들이 있어 과학자들 사이에 논란이 많은데요, 그것을 네 가지로 정리하여 드리겠습니다.

첫째로, 암흑물질의 문제입니다. 대폭발 이론은 수백억 년의 시간동안 우주는 거의 평형상태를 유지하면서 팽창해 왔다고 보기 때문에 우주와 은하는 현재도 평형상태에 존재하여야 합니다. 나선은하의 경우 전체적으로 회전하고 있는데 바깥부분의 별들의 공전속도가 너무 빠르고 원심력이 강하기 때문에 이 별들이 떨어져 나가지 않도록 강력하게 붙잡아 둘 충분한 중력이 은하계 내부에 존재하여야 합니다. 그런데 실제로 관측되는 중력의 크기는 필요한 중력의 5% 정도밖에 되지 않는다는 사실이 밝혀졌습니다. 즉, 은하의 중심부에는 충분한 수의 별이나 기타 다른 물질들이 존재하지 않고 있다는 것입니다. 따라서 천문학자들은 95%의 보이지 않는 물질, 즉 암흑물질을 찾고자 많은 노력을 기울여 왔습니다. 그러나 최근까지의 탐사 결과 암흑물질을 해결하려는 노력은 거의 실패로 끝날 것으로 보이고 있습니다.


둘째로, 우주의 대규모 구조의 문제입니다. 현재 깊은 우주에 대한 관측 영역이 확대되면서 조금씩 그 모습을 나타내는 거대한 우주의 형태는 은하들이 무질서하게 골고루 흩어져 있는 것이 아니라, 어떤 거대한 구조물 같다는 것입니다. 은하들이 모여서 은하단을 이루고, 은하단들이 모여서 초은하단을 형성하고 있습니다. 이러한 은하단들이나 초은하단들은 은하나 별들이 전혀 없는 직경 수억 광년의 거대한 우주 공동의 가장자리에 집중적으로 분포하고 있습니다. 마치 거품이 일면 거품 속에는 아무 것도 없고 거품 표면에만 비눗물이 모여 있듯이, 은하, 은하단, 초은하단들은 우주 공동이라는 거품 표면에 밀집되어 있는 것입니다. 여러 가지 수정된 대폭발 이론들이 제시되어 왔지만, 모두 이러한 우주의 대규모적 구조의 문제를 설명하지 못하고 있습니다.


셋째로, 우주 팽창의 중심점에 대한 문제입니다. 우주의 팽창 중심이 현재의 공간 밖에 존재한다면, 우주공간은 휘어짐을 보여야 할 것입니다. 그러나 현재 우주의 시공 곡률은 관측 가능한 범위 내에서는 곡률이 없는 것으로 알려지고 있습니다. 즉 우주의 은하분포가 균일하고 우주가 평편하다면, 폭발의 중심점은 존재하지 않게 되어 대폭발 이론과 모순됩니다.


넷째로, 엔트로피의 문제입니다. 대폭발 이론은 우주의 시초에 존재했다고 여겨지는 중성장와 감마선 등의 균일한 혼합체인 초고온의 '불덩어리'가 어떤 이유로 대폭발을 일으켜 확산되고 냉각되면서 현재의 정교한 우주가 형성되었다는 것입니다. 이것은 '닫힌계의 총 엔트로피는 최대 값을 향하여 증가한다'는 열역학 제2법칙과 모순됩니다. 현재 관측되는 은하계나 태양계, 그리고 지구의 생명체는 고도로 설계된 정교한 구조를 나타내고 있습니다. 우연에 의하여 이러한 우주가 생성되었다는 것은 열역학 제2법칙에 정면으로 모순되는 것입니다.


대폭발 이론의 대안이자 성경적 논지에서 이의가 없는 참신하고도 매우 합리적인 이론인 펴지는 우주창조론(권진혁 교수님이 제시한 이론)을 이해하기 위해서는 먼저 차원에 대한 이해가 필요합니다.

17세기부터 3세기를 지배해온 뉴턴의 역학은 3차원에서 성립하는 물리학이었습니다. 즉 시간과 공간은 아무런 물리적 관계가 없이 독립적으로 흘러가는 물리량이라는 가정 하에 성립되었습니다. 그런데 20세기 초 아인슈타인의 상대성 이론은 4차원에서 성립하는 물리학입니다. 시간도 공간과 동일한 물리적 차원의 하나이며, 시간과 공간이 서로 연결되어 있다는 것입니다. 쉽게 말씀드리면 아리따운 자매나 멋진 형제와 함께 있으면 시간이 너무 빨리 흘러가는데 반해, 싫어하는 사람과 함께 있으면 시간이 정말로 더디게 가지요? 4차원의 물리학은 이런 식의 현상이 느낌으로만 그런 것이 아니라, 실제로 일어날 수 있다는 것을 말하고 있는 것이죠.


3차원 물리학에서 가장 중요한 역할을 하는 것이 에너지 보존법칙인데, 3차원 물리학으로는 핵분열에서 발생하는 막대한 에너지를 설명할 방법이 없습니다. 즉, 핵분열 현상은 3차원 물리학의 에너지 보존법칙과 위배되는 것이죠. 그러나 상대성 이론에서는  E=mc2이라는 질량-에너지 전환 공식에 의하여 설명이 가능하고, 4차원으로 확장된 에너지 보존법칙과 위배되지 않습니다.


특수 상대성 이론의 쌍둥이 역설에 의하면, 같은 날 태어난 쌍둥이 형제 가운데 형을 빛의 속도에 버금가는 우주선에 태워 1000 광년 떨어진 북극성을 여행하고 오게 하면, 지구에 남아있는 동생은 2000년 동안이나 지켜보며 늙어가겠지만(백골이 진토 되어) 우주선 속의 형은 겨우 몇 년 만에 그 여행을 할 수가 있는 것입니다. 빠르게 움직이는 사람에게는 정지한 사람보다 시간이 훨씬 천천히 흐르는 것입니다. 이와 같이 우주 속에서는 절대시간이 존재하지 않고 모두 상대적 시간이라는 것입니다.


물리학자들의 연구결과 우주는 단순한 3차원의 공간이 아니라, 4차원의 시간과 공간, 그리고 그 다음 차원으로 이어지는 5차원과, 그 이상의 고차원의 세계임을 알게 되었습니다. 5차원이 존재한다면, 5차원의 에너지가 4차원으로 유입될 때 5차원에서는 에너지가 보존되지만 4차원에서는 무로부터 에너지가 탄생하는 것으로 나타날 것입니다. 고차원으로부터 낮은 차원으로 우주가 태어나는 것이죠. 쉽게 설명을 드리자면 미개인 종족들에게 우리가 경비행기를 타고 내려가서 보여주면 우리는 원래 있던 것이지만, 미개인 종족들에게는 갑자기 사람들이 나타나는 것처럼 보이는 것과 같습니다. 혹은 예수님이 탄생하셨을 때 마리아의 모태에서 나오지만, 사실 그분이 어디에서 왔는지 아무도 이해하지 못하는 것과 같습니다.


하나님의 말씀 이사야 40장 22절에는 이렇게 기록되어 있습니다.

   "그는 땅 위 궁창에 앉으시나니 땅의 거민들은 메뚜기 같으니라 그가 하늘을 차일 같이 펴셨으며 거할 천막같이 베푸셨고"

하나님께서 우주를 창조하실 때 이미 완성된 작품인 천막을 쭈욱 펼쳐서 사람이 거할 자리로 만들어 두셨음을 알게 합니다. 이때 공간뿐 아니라 시간도 펼치셨으므로, 단 6일의 창조이지만, 우리 눈에는 수백 광년이나 지난 것처럼 보일 수가 있습니다. 시간이 흘러가는 속도는 관찰자의 속도나 중력의 크기에 의존하기 때문에, 우주의 시간을 정할 수 있는 절대 시간은 우리에게 있지 않다는 것을 인식하는 것이 매우 중요합니다.


펴지는 우주창조론은 대폭발이론이 가지고 있는 문제점들을 극복합니다.

첫째로, 펼쳐지는 과정에서 물질 밀도가 희박해지게 되고, 우주는 거의 텅빈 공간이 되며, 은하 속에는 별들의 운동을 붙들어 둘 내부 중력도 충분치 못하여, 암흑물질이 있는 것처럼 보일 것입니다.


둘째로, 우주 배경복사의 문제에 있어서도 씨앗 우주 때에 평형상태를 이루고 있던 배경복사가 펴지는 과정을 통해 냉각되면서 전 우주에 골고루 퍼지게 되어 현재의 배경복사를 만들어 낼 것입니다.

셋째로, 우주의 대규모 구조의 문제 역시 이 펴지는 우주론을 통해 해결될 수 있습니다. 장미꽃 봉우리 속에는 비록 작지만 꽃잎의 원초적 형상이 들어있고, 이것이 커지면서 꽃의 모양을 만들어 냅니다. 마찬가지로 씨앗우주 속에 들어있던 우주의 구조가 펴지는 과정을 거치면서 대규모의 우주구조를 이루는 것입니다.

넷째로, 펴지는 우주론은 열역학 제2법칙과 일치합니다. 작은 씨앗 속에서 이미 다 자란 성체의 정보가 모두 들어 있듯이, 하나님이 높은 차원에서 창조한 씨앗 우주 속에는 이미 오늘날 우리가 보는 우주의 정보가 모두 들어 있습니다. 다만 씨앗 우주가 3차원 속으로 펼쳐지는 과정에서 시공의 규모만 커질 뿐입니다. 따라서 씨앗우주는 창조 전후의 정보의 용량이 동일하므로 정보이론적으로 적합한 것입니다.


결론적으로 말씀드리면, 5차원 혹은 그 이상의 높은 차원 속에서 창조된 씨앗우주가 시공 4차원으로 펼쳐질 때, 3차원의 지구에서는 우주가 어떻게 보이게 되었을까 하는 것이 현재 우리가 가지고 있는 지식이고, 높은 차원을 전제한 우주적 시각에서는 하나님께서 창조하신 세계가 온 우주에 펼쳐지는 것이 너무도 자명하다는 것입니다. 우주는 공간적으로만 펴지는 것이 아니라, 시간도 펼쳐지게 되는 것입니다. 


출처 - 대구지부 월간소식지 창조 44-45 호

구분 - 2

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=3415

참고 : 2464|2833|2834|914|2890|2892|2926



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