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..

우주의 현재 (동시성, 시간 팽창, 상대성이론)지금 이 순간, 저와 우주 반대편 어딘가가 정말 '같은 현재'를 살고 있을까요? 저는 이 질문을 처음 마주했을 때 당연히 그렇다고 생각했습니다. 하지만 상대성이론을 조금 더 들여다보고 나서는 그 확신이 완전히 흔들렸습니다. 우리가 당연하게 여기는 '지금'이라는 개념이, 우주 규모에서는 아예 성립하지 않을 수도 있다는 겁니다.동시성이 무너지는 순간특수상대성이론에서 가장 낯선 개념 중 하나가 바로 동시성의 상대성입니다. 여기서 동시성의 상대성이란, 한 관찰자에게 동시에 일어난 두 사건이 다른 관찰자에게는 시간 순서가 뒤바뀌어 보일 수 있다는 개념입니다. 처음 이 설명을 접했을 때 솔직히 이건 예상 밖이었습니다. 물리 법칙이 모든 관찰자에게 동일하게 적용된다면, ..

우주의 구성 (일반물질, 암흑물질, 암흑에너지)우리가 눈으로 보는 별과 행성, 그리고 인간까지 포함한 모든 것이 사실 우주의 5%도 안 된다면 믿어지시겠습니까? 처음 이 수치를 접했을 때 저도 한참 멈칫했습니다. 평생 "우주는 별로 가득하다"라고 막연히 생각해 왔는데, 실제로는 우리가 아는 물질 전부가 우주라는 거대한 바다에서 물 한 방울 수준이라는 이야기였으니까요.일반물질: 우리가 아는 전부, 그런데 고작 5%별, 행성, 가스구름, 인간의 몸 — 이 모든 것을 물리학에서는 바리온 물질(Baryonic Matter)이라고 부릅니다. 여기서 바리온 물질이란 양성자와 중성자로 이루어진 원자 기반의 물질, 쉽게 말해 우리가 눈으로 보고 손으로 만질 수 있는 모든 물질을 의미합니다.그런데 현재 우주론 표준 모형..

암흑에너지와 우주 팽창 (우주상수, 적색편이, 빅 립)우주가 점점 느려지고 있다고 생각하셨나요? 저도 그렇게 믿고 있었습니다. 그런데 실제 관측 결과는 완전히 반대였습니다. 우주는 지금 이 순간도 점점 더 빠르게 팽창하고 있고, 그 원인은 아직 아무도 정확히 모릅니다. 이름만 붙여놓은 존재, 암흑에너지 이야기입니다.우주상수와 팽창 가속, 무엇이 밝혀졌나중력이 있는데 왜 우주 팽창이 빨라지냐고 묻는다면, 저도 처음에 그게 가장 이상했습니다. 은하와 은하 사이에는 질량이 있고, 질량은 서로 끌어당깁니다. 빅뱅 이후 우주가 퍼져나가더라도 중력이 서서히 그 속도를 줄일 거라는 건 직관적으로 당연한 결론처럼 보였습니다. 실제로 오랫동안 많은 과학자들도 같은 예측을 했습니다.그 예측이 완전히 뒤집힌 건 1990년대..