평행우주는 실재할까 (인플레이션, 다세계해석, 검증가능성)물리학자의 약 절반이 다중우주(Multiverse) 가능성을 진지하게 검토한다는 설문 결과가 있습니다. 처음 이 수치를 접했을 때 솔직히 좀 당황했습니다. 평행우주는 영화 소재라고만 생각했는데, 현대 물리학이 이미 그 경계를 넘어서고 있었던 겁니다.우주는 하나가 아닐 수 있다 — 영원한 인플레이션우주론에서 다중우주를 뒷받침하는 가장 강력한 근거 중 하나는 영원한 인플레이션(Eternal Inflation) 이론입니다. 여기서 영원한 인플레이션이란, 빅뱅 직후 우주가 폭발적으로 팽창하는 인플레이션 과정이 어떤 영역에서는 멈추고 어떤 영역에서는 계속 이어지면서 서로 인과적으로 단절된 우주 거품들이 무수히 만들어진다는 개념입니다. 우리가 사는 우주는 그..

우주 밖의 공간 (관측 가능한 우주, 시공간, 다중우주)솔직히 저는 한동안 "우주 밖"이라는 질문이 단순한 상상력의 문제라고 생각했습니다. 밤하늘을 보며 "저 너머엔 뭐가 있을까"를 궁금해하다가 막상 공부를 시작해보니, 이 질문이 물리학 안에서 정의 자체가 불가능할 수도 있다는 걸 알게 됐습니다. 그 순간이 꽤 낯설었습니다.관측 가능한 우주 — 우리가 볼 수 있는 범위의 한계현대 우주론에서 가장 먼저 등장하는 개념이 관측 가능한 우주(Observable Universe)입니다. 관측 가능한 우주란 빛이 우주 탄생 이후 지금까지 이동할 수 있었던 거리 안에 존재하는 영역을 의미합니다.우주의 나이는 약 138억 년으로 추정되지만, 우주 공간 자체가 계속 팽창해왔기 때문에 현재 관측 가능한 반경은 약 465억..

우주는 무한할까 (우주 곡률, 관측 한계, 반복 우주)우주가 무한하다고 당연히 생각하셨다면, 사실 그건 아직 아무도 확인하지 못한 이야기입니다. 저도 처음엔 "우주는 당연히 끝이 없는 것 아닌가"라고 생각했습니다. 그런데 우주론을 조금씩 파고들다 보니, 그 '당연함'이 흔들리기 시작했습니다. 우주가 무한한지 유한한지, 현재 과학은 어디까지 알고 있는지 정리해 봤습니다.우주 곡률이 0에 가깝다는 게 왜 문제인가우주가 무한한지 판단하려면 먼저 우주의 곡률(curvature)을 이해해야 합니다. 여기서 곡률이란 공간 자체가 얼마나 휘어져 있는지를 나타내는 물리적 값입니다. 평탄한 평면은 곡률이 0, 구처럼 닫힌 공간은 양의 곡률, 말안장처럼 열린 공간은 음의 곡률을 가집니다.현재 우주배경복사(CMB) 관측 데..

관측 가능한 우주의 한계 (우주 지평선, 우주 구조, 우주 팽창)밤하늘을 보다가 문득 이런 생각이 든 적 있으신가요. 저 별들 너머로 계속 가면 결국 어디에 닿을까, 하고요. 저도 한동안 그 질문을 붙들고 있었는데, 어느 순간 가장 당황스러운 사실을 알았습니다. 우리가 보는 우주가 전체 우주가 아니라는 것, 그리고 그 이유가 기술의 한계가 아니라는 것이었습니다. 관측 가능한 우주의 반지름은 약 465억 광년으로 추정되지만, 이것은 물리적 한계입니다. 망원경을 아무리 좋게 만들어도 넘어설 수 없는 경계입니다.우주 지평선과 우주 팽창이 만드는 물리적 한계처음 이 개념을 접했을 때 저는 꽤 오래 멈칫했습니다. 관측 불가능 영역이 존재하는 이유가 단순히 "멀어서"가 아니라는 사실 때문이었습니다.핵심은 우주 지평..

화성 탐사 (로버 탐사, 유인 탐사, 방사선 차폐)화성에 인간이 갈 수 있다는 말, 예전에는 공상과학 소설 속 이야기로만 들렸습니다. 그런데 어느 날 뉴스를 보다가 퍼서비어런스 로버가 암석 샘플을 채취하는 영상을 접하고 나서, 저는 생각이 바뀌었습니다. 이건 더 이상 상상이 아니라는 걸 직접 느꼈습니다.로버 탐사, 화성 표면에서 지금 무슨 일이 벌어지고 있나화성에 지금 이 순간에도 기계들이 돌아다니고 있다는 사실이 저는 아직도 신기합니다. NASA의 퍼서비어런스(Perseverance) 로버는 2021년 착륙한 이후 예제로(Jezero) 크레이터 일대를 탐사하며 암석 코어 샘플을 수집하고 있습니다. 여기서 코어 샘플이란 지층을 원통형으로 뚫어 채취한 암석 조각을 말합니다. 지구의 지질학자들이 땅속 역사를..

달 기지 (아르테미스, 현지자원활용, 화성 전진기지)달에 이미 가봤는데, 왜 또 가야 한다는 걸까요? 처음 이 질문을 접했을 때 저도 반사적으로 "그러게요"라고 생각했습니다. 1969년 아폴로 11호 이후 인류는 달을 정복한 것처럼 여겼습니다. 그런데 지금 전 세계 우주기관과 민간 기업들이 다시 달로 향하는 이유는 단순한 향수나 경쟁심이 아닙니다. 달이 미래 우주 개척의 실질적인 거점이 될 수 있다는 구체적인 근거가 쌓이고 있기 때문입니다.아르테미스 계획, 왜 달 남극을 노리는가솔직히 처음에는 NASA의 아르테미스(Artemis) 계획을 단순한 아폴로의 재탕으로 봤습니다. 깃발 꽂고 사진 찍고 돌아오는 식이라면 굳이 수십조 원의 예산을 쏟을 이유가 없다고 생각했으니까요. 그런데 계획의 세부 내용을 들여다..