미세 블랙홀 (원시 블랙홀, 호킹 복사, 암흑물질) 블랙홀은 반드시 거대해야 한다고 생각하셨나요? 저도 한동안 그렇게 알고 있었습니다. 그런데 이론 물리학에서는 원자 크기에 가까운 극소형 블랙홀의 존재 가능성을 진지하게 다루고 있습니다. 이 가능성이 현대 물리학의 가장 큰 난제 중 하나와 맞닿아 있다는 사실이, 솔직히 처음 접했을 때 꽤 강한 인상을 남겼습니다.원시 블랙홀과 미세 블랙홀, 어떻게 만들어졌을까 블랙홀이 만들어지는 방식은 하나가 아닙니다. 우리가 흔히 떠올리는 경로는 항성 붕괴, 즉 태양보다 훨씬 무거운 별이 수명을 다하고 폭발하면서 중심핵이 극한으로 압축되는 과정입니다. 그런데 여기서 한 가지 질문이 생깁니다. 별이 아니어도 블랙홀이 생길 수 있을까요?이론적으로는 가능합니다. 우주가 탄생하..

우주가 3차원인 이유 (차원 구조, 중력 법칙, 끈이론)솔직히 저는 한동안 "우주가 3차원"이라는 말을 그냥 흘려들었습니다. 앞뒤, 좌우, 위아래. 너무 당연한 이야기처럼 들렸거든요. 그런데 어느 날 이 질문 하나가 머릿속에 걸렸습니다. "왜 하필 3차원인가?" 그때부터 이게 전혀 당연한 이야기가 아니라는 걸 알게 됐습니다.차원 구조: 우리 우주의 공간은 왜 3개의 축인가처음 이 주제를 파고들었을 때, 저는 차원이라는 개념 자체를 다시 정의해야 했습니다. 차원(dimension)이란 공간 안에서 독립적으로 이동할 수 있는 방향의 수를 의미합니다. 쉽게 말해, 1차원은 선 위만 오갈 수 있고, 2차원은 평면 위를 움직이며, 3차원은 우리가 실제로 경험하는 입체 공간입니다.제가 처음 이 설명을 접했을 때 든..

우주 미세조정 (물리 상수, 다중우주, 인류원리)밤하늘을 보다가 문득 "이게 다 우연일 수 있을까?" 싶었던 적이 있으신지요. 저는 우주 관련 책을 읽다가 이 질문을 처음 진지하게 마주했을 때, 단순히 신기하다는 느낌을 넘어 좀 불편한 기분까지 들었습니다. 우주의 기본값이 조금만 달랐어도 별도, 행성도, 저도 없었을 거라는 사실이 생각보다 묵직하게 다가왔습니다.물리 상수, 왜 이 값이어야 했을까일반적으로 우주의 법칙은 그냥 "원래 그런 것"으로 받아들여지는 경향이 있습니다. 그런데 물리학을 조금 더 들여다보면, 그 "원래 그런 것"이 전혀 당연하지 않다는 사실을 알게 됩니다. 저도 처음엔 그냥 넘겼다가, 미세조정(Fine-Tuning) 문제를 제대로 공부하고 나서야 이게 얼마나 기이한 문제인지 실감했습니..

시뮬레이션 우주 (닉 보스트롬, 계산 복잡도, 플랑크 상수)솔직히 저는 처음 이 가설을 들었을 때 웃어버렸습니다. "우리가 누군가의 컴퓨터 안에 살고 있다고?" 영화 매트릭스 이야기인 줄 알았습니다. 그런데 생각보다 진지한 철학적 논증이 뒤에 있었고, 읽을수록 단순히 웃고 넘길 수 없는 내용이었습니다. 현실이 무엇인지 다시 묻게 만드는 가설, 시뮬레이션 우주론을 제가 직접 파헤쳐봤습니다.닉 보스트롬의 논증, 생각보다 허술하지 않습니다철학자 닉 보스트롬은 2003년 논문 "Are You Living in a Computer Simulation?"에서 이 논증을 체계화했습니다. 논리 구조는 생각보다 단단합니다. 그는 세 가지 명제 중 하나는 반드시 참이라고 주장했습니다.문명은 기술이 충분히 발전하기 전에 멸..

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..