| [ PhilosophyThought ] in KIDS 글 쓴 이(By): chang (장상현) 날 짜 (Date): 1998년01월13일(화) 04시46분18초 ROK 제 목(Title): 형도의 질문에 대한 대답 흠 술을 안먹더니 금단 증세가 나오나? 쓸데 없는 걸 궁금해 하고 있군.. 우선 질문을 과학적으로 분석해보자, '다른' '우주'의 '충돌' 충돌은 두 물체사이의 거리가 0이되는 현상이다. (고전적인 의미에서) 그렇다면 '우주'는? 보통 우리가 말하는 우주는 우리의 물질 세계를 포함한 시공간 전체를 의미하지 그렇다면 고전적으로 '다른' 우주간의 충돌은 전혀 불가능 왜냐하면 거리의 개념은 시공간안에서만 의미가 있기때문에 다른우주간의 거리라는 것은 존재하지 않기 때문이지. 만약 형도가 말하는 우주가 관측 가능한(사상의 지평선 안쪽의) 공간을 말하고 '다른' 우주가 이 지평선 바깥쪽의 공간을 말한다면 물론 바깥우주는 항상 우리 우주와 접촉하고 있지, 하지만 이것은 다른 우주의 충돌이 아니고 사상의 지평선이 바깥쪽으로 확장되면서 우리가 관측 가능한 우주가 넓어지고 있음을 의미할 뿐이다. 이 '다른 우주'라는 말을 좀 대충 거리상 분리된 우주라는 식으로 해석하면 가장 가까운 놈이 린데의 카오틱 인플래이션에 나오는 거품우주이지 초기우주가 인플래이션으로 고속확장을 했을 경우, 대개의 모델은 초기우주의 상전이가 퍼콜레이션을통한 균질화에 달하지 못한다, 이경우 우리가 관측하는 균질한 우주의 밀도에 배척되므로 상전이 때 생긴 거품이 무척 커서 현재 사상의 지평선이 하나의 균질한 거품안에 완전히 들어 있다는 이론이 있지 이경우 오랜 팽창끝에 다른 거품에 다다를 가능성은 있지만, 이 역시 근본적으로는 같은 우주공간에 있는 불균일한 현상일뿐. 물론 이런 일이 일어난다면 관측은 가능하겠지. 만약에 다른 우주라는 말이 다른 물리적 성질을 띈 우주라면, 다음과 같은 얘기가 가능하지, 초끈 이론등의 기본모형은 물질의 상호작용법칙이 초기에는 아주 큰 리군에 의해 결정된다고 생각하는데, 이놈들이 저온에서는 세개의 작은 리군 SU(3), SU(2) U(1)으로 쪼개지는 것을 여러가지 방법으로 설명하고 있지. 문제는 우리 물질세계에서 실험으로 증명된 상호작용 SU(3),SU(2),U(1)은 원래 리군의 매우 작은 부분집합이라서 어마어마한 다른 가능성(즉 다른 종류의 상호작용을 가질 가능성)에 비하면 거의 복권 당첨이라고 할 수 있는 상황이거든. 따져보면 같은 시공간에 우리의 전자기학이나 핵력과는 사뭇 다른 종류의 상호작용만 하는 물질세계가 존재할 수 있지, 소위 그림자 세계라는 것이지 우리와는 완전히 다른 상호작요을 하니까 아무리 무겁고 단단한 물체라도 그냥 서로 스쳐지나가게 되는거야. 오직 중력만이 똑같이 작용하지 만약 둘이 같은 시공간에 있다면, 이경우 아주 무거운 그림자 세계가 우리 우주로 들어오면 그들을 발견한 가능성이 없는 것도 아니지. 하지만 이건 근본적으로 충돌이라고 볼 수는 없으니까. 사실 형도의 질문은 우리의 시공간이 팽창을 하면 다른 팽창하는 시공간과 만나서 충돌을 하지 않겠느냐는 것인데 이건 좀 문제가 있지, 아까 말했듯이 거리의 개념은 오직 하나의 시공간내에서만 의미가 있거든 따라서 두개의 다른 시공간은 충돌할 수 없다. 만약 두개의 매니폴드(다양체)가 자신보다 높은 차원안에 포함되어 있고 팽창을 한다면 둘이 만날수는 있지 이것이 바로 형도의 머리속에 그려진 풍선의 아이디어. 그런데 과연 우리 우주가 우리 우주의 공간보다 높은 공간내에 포함되어 있는 매니폴드인가? 그건 모르지. 만약 두개의 시공간이 만난다면 접촉이 가능한가? 예를 들어 우리가 알고있는 보존법칙이 깨어지는 것을 막을 수 있는가? 다른 우주가 우리 우주와 접촉을 한다면 우주의 경계가 아닌 우주 공간의 한 지점에서 순간적으로 물질이 생기거나 사라지는 현상이 벌어질 텐데 과연 이러한 보존법칙의 위반이 가능한가? 예를 들어 보존법칙은 원자세계에서 일종의 선택법칙이나 배타율같은 작용으로 입자들의 소멸을 막는 역할을 하는데, 그렇다면 이런 보존법칙들이 근본적으로 두 우주가 충돌하는 현상을 막고 있지는 않을까? 두개의 팽창우주의 충돌이라는 것은 사실 좀 난해한 문제이지, 사실 풍선은 우리가 이미 삼차원에 포함된 2차원 물체라는 사실을 알고 있으니까 충돌을 당연하게 생각할 수 있지만, 우리는 우리의 우주가 고차원에 포함된 부분 집합이라는 것을 증명할 수 없으니까. 하지만 물리학자들의 생각은 두개의 우주의 고전적 의미의 충돌보다는 양자역학적 터널링의 가능성으로 더 쏠리는 것 같더군. 만약 다른 우주들이 존재하고 다른 시공체계를 쓰더라도 양자역학적 터널링이 가능할 것이다. 즉 웜홀이 존재할 수 있다라는 얘기를 하고 있지, 물론 무척 높은 에너지 상태에서 가능한 얘기로, 초기우주 상태에서 국소적으로 게이지 전하가 아닌 것들은 보존되지 않는다는 이론도 있었지. 웜홀이 이런 놈들을 다 다른 우주로 전달하거나 다른 우주에서 가져올 수 있으니까. 장상현 e-mail : schang@phys.ufl.edu http://phyp.snu.ac.kr/~schang (korea) http://www.phys.ufl.edu/~schang (USA) |