평행우주(Parallel Universe)란 무엇인가?
평행우주란 무엇인가? 우리는 TV 드라마나 영화 속에서 , 평행우주, 다중우주, 다차원 등등 현실에서는 존재하지 않는 용어들을 접해본 경험이 있고, 그럴 때마다 그러한 것들이 실제로 존재하는지 궁금한 경우가 있을 것이다.
평행우주 개념은 아직까지는 상상 속의 개념이며 과학적으로 입증되지는 않았지만 우리의 호기심을 충분히 자극할 만한 주제이다. 이번 글에서는 평행우주와 관련된 용어들에 관하여 이야기 해보자.
평행우주란 무엇인가?
평행우주(Parallel Universe)는 다차원 우주라는 과학적 이론에서 나온 개념으로, 같은 차원에서 여러 개의 우주가 병렬적으로 존재하는 것을 말하고, 이것은 우리가 속한 것과 같은 우주가 무한이 존재한다는 것이다.
이 개념은 양자역학 이론을 바탕으로 하고 다차원 이론과 관련이 있으며, 다차원 이론은 현재 우리가 아는 우주 외에도 다른 우주들이 존재한다고 주장한다.
평행우주는 이 세상을 하나의 뿌리로부터 각각 줄기를 뻗어 독립적으로 나누어진 체계로 정의한다. 나무의 시작점인 뿌리는 같지만 시간이 흘러서 나무가 점차 자람에 따라, 가지들은 각자의 길로 갈라져서 뻗어 나가게 된다, 이때 이런 나뭇가지들의 분화구조를 평행우주의 형태로 생각하면 되는 것이다.
평행 우주는 넓은 의미로는 다중우주 그리고 좁은 의미로는 양자역학의 해석 중 하나인 다세계 해석을 가리킨다. 평행 우주는 현재의 내가 속한 세계와 유사한 다른 세계가 존재하며, 거의 똑같을 수도 있고 다를 수도 있다고 가정한다.
예를 들어, 현재의 세계에서 내가 직장인이면 다른 평행우주에서는 사장 일 수도 있고 청소부 일 수도 있다는 의미이다. 그러나 평행우주는 전체적인 틀에서 현재 내가 속해 있는 이 세계와 유사할 것으로 추측되기도 한다.
평행우주의 이론적 토대
다음은 평행우주 이론이 나오게 된 이론적 토대가 되는 끝까지 이론들이다.
다차원 공간: 평행우주 이론은 다차원 공간을 가정한다. 이 다차원 공간에서 다른 우주들은 서로 겹치지 않고 병렬적으로 존재할 수 있다.
다른 초기 조건 및 물리 법칙: 각 평행 우주는 우리의 우주와는 다른 초기 조건과 물리 법칙을 갖을 수 있다. 이것은 다른 우주에서 다른 현상이 나타날 수 있다는 것을 의미한다.
멀티버스 이론: 이러한 다양한 우주들은 멀티버스(Multiverse) 이론의 한 부분으로 제안된다. 멀티버스 이론은 모든 가능한 상황과 결과가 병렬 우주에서 실현된다고 주장한다.
평행우주는 과학 소설과 SF 작품에서 주제로 다뤄지며, 상상력과 과학적 상상력을 자극하여 흥미로운 이야기를 만들어낸다. 아직까지는 이론적인 개념으로 입증되지 않았지만, 과학 커뮤니티에서는 논의되고 있는 중요한 주제 중 하나다.
다차원 공간
다차원 공간은 일반적으로 우리가 아는 3차원 공간을 넘어 추가적인 차원을 고려하여 시간이라는 차원을 추가하여 4차원이라고 부르고, 또 다른 차원을 추가하여 5차원,…, N차원 이라 한다.
이러한 개념은 물리학에서는 시간을 포함한 공간-시간을 다루는 데 사용되며, 이론적으로는 공간이 4차원 이상일 수 있음을 시사한다. 다차원 공간은 물리학에서는 상대성 이론과 같은 이론에서 사용되며, 이와 연관하여 다차원 우주론이 논의된다.
각각의 평행 우주에서 물리 법칙이 다를 수 있는 이유
평행우주 이론은 가정적인 개념으로, 각 평행 우주가 서로 다른 물리법칙을 가지는 이유에 대한 명확한 과학적 설명은 아직 존재하지 않지만, 이론적으로는 다음과 같은 관점에서 이해할 수 있다.
다양성과 무한성: 평행우주 이론은 우주의 다양성과 무한성을 가정하므로 무한히 많은 우주가 존재하며, 각각은 서로 다른 초기 조건과 물리법칙을 갖을 수 있다.
양자 불확정성: 양자 물리학에 따르면 어떤 시스템의 상태를 정확하게 예측하는 것은 불가능하며, 가능한 상태들은 확률적으로 결정되므로, 평행우주에서도 이러한 불확정성으로 인해 서로 다른 물리 법칙이 발생할 수 있을 것으로 생각된다.
다차원 공간: 다차원 공간을 고려하면 물리 법칙이 다양하게 해석될 수 있다. 서로 다른 평행우주는 서로 다른 차원 구조를 가질 수 있으며, 이는 다른 물리적 현상을 유발할 수 있다.
역사적 요인: 평행우주가 형성된 초기 조건에 따라 역사적으로 다른 방향으로 진화할 수 있으므로 서로 다른 물리 법칙이 발전할 가능성이 있다.
멀티버스(Multiverse)
멀티버스, 또는 다중우주란 여러 개의 병렬적으로 존재하는 우주나 세계를 나타내는 용어다. 이 개념은 다차원 우주 이론에서 비롯되었으며, 주로 양자역학의 결과 중 하나인 양자 상태 붕괴의 가능한 모든 결과를 포함하는 복수의 우주나 세계가 공존한다는 가설로 해석된다. 이를 통해 미래 예측과 양자 상태에 대한 이해를 개선하는 데 사용되기도 한다.
평행우주가 현재 내가 살고 있는 우주와 동일한 우주에 또 다른 우주가 있다는 개념이라면 다중우주는 우리가 살고 있는 우주와 전혀 다른 차원에 우주가 존재할 수도 있다고 보는 것이다. 미국의 저명한 우주학자이자 물리학자인 맥스 테그마크는 다중우주를 4단계로 정의하였다.
1단계 다중 우주는 비슷한 우주가 반복된다는 이론이다. 관측 가능한 우주 밖에 존재하는 또 다른 우주를 말하며 현재 우리가 살고 있는 우주와 동일한 물리법칙의 지배를 받는다고 한다. 1단계 다중우주는 내가 살고 있는 우주 주위로 동일한 다른 우주가 계속해서 나열되어 있는 것이다.
2단계 다중 우주는 우리와 전혀 다른 다중 우주가 존재한다고 보는 이론인데, 우주가 인프라톤(Inflaton)이라는 입자로 가득 차 있다고 보는 견해이다. 여기서 인플라톤이란 서로 밀어내는 척력을 지닌 입자를 말한다.
이 인플라톤 입자가 양자역학의 불확정성 때문에 계속 변함으로써 계속해서 다른 물리법칙을 갖고 있는 새로운 우주를 만들어 내어 서로 다른 우주들이 여럿 존재하게 된다는 것이다.
3단계 다중 우주는 각각의 독립된 다양한 다중 우주를 만들어 낸다는 이론인데 우리 우주에 적용되는 이 법칙이 다른 우주에서도 적용되는지는 알 수 없다.
4단계 다중우주는 가능한 우주가 모두 존재할 수 있다고 보는 이론이다. 물리학적 조건을 자유자재로 바꾸는 우주가 존재할 수 있고 심지어는 의도적으로 창조된 우주가 존재할 수도 있다고 보는 것인데 이 이론은 추상적인 수학 속에서만 존재한다고 한다.
이로써 멀티버스는 동일한 초기 조건에서 다양한 결과가 나타날 수 있음을 시사하며, 물리학자들이 미래 예측과 양자 상태에 대한 이해를 개선하는데 도움을 줍니다.
멀티버스는 과학 이론과 공상문학에서 모두 사용되며, 공상적인 이야기나 과학적 발견을 다루는데 활용된다. 그 결과 다양한 차원과 우주를 다룬 작품이나 이론이 탄생하게 되는 것이다.
평행우주의 과학적 근거
평행 우주에 대한 과학적 근거는 아직 완전히 입증된 것은 아니지만, 몇 가지 이론과 연구가 이러한 개념을 뒷받침하고 있다.
양자역학은 물질과 에너지의 운동을 설명하는 이론으로, 평행 우주의 개념을 뒷받침하는 중요한 이론 중 하나다. 양자역학은 어떤 사건이 가능한 모든 상태를 정확하게 나타낼 수 없고, 단지 확률 분포로만 나타낼 수 있다고 하므로 이로 인해 평행 우주에서 다른 결과가 나타날 수 있다는 생각을 유발한다.
양자역학의 불확정성 원리야말로 평행우주의 아이디어를 제공하는 과학적 근거이며, 지금까지 상상 속에서만 존재했던 평행우주에 대한 개념을 만들어낸 바탕이 된다.
또한 다차원 우주 이론은 현재의 우주가 여러 차원에서 구성되어 있을 수 있다고 제안하는 이론이다. 이러한 다차원 우주 이론은 평행 우주가 존재할 수 있는 환경을 제공한다.
일부 과학자들은 평행 우주의 존재를 검증하기 위해 연구를 진행하고 있는데, 이러한 연구 중 일부에서는 우주의 구조와 관련된 데이터를 분석하고 양자역학적 현상을 조사하여 평행 우주의 가능성을 탐구하고 있다. 그러나 아직까지 평행우주를 증명할 만한 직접적인 근거는 발견되지 않고 있다.
SF 작품 속에서의 평행우주
평행우주를 다루는 여러 작품 중에 대표적인 것으로 생각할 수 있는 작품은 미국 tv 드라마 스타 트레이드라는 영화이다. 스타 트렉 디스커버리 시즌 에서 주인공과 그 일행들은 평행우주로 이동한다.
TV 드라마 스타트렉 디스커버리 시리즈는 여러 스타트렉 시리즈 중의 하나로, 원래의 스타트렉 시리즈와 마찬가지로 과학적인 모험과 우주 탐험을 다루는 드라마다.
스타트렉 시리즈는 다양한 에피소드에서 다차원적인 개념을 다루며, 평행 우주, 시공간 여행 및 복잡한 과학적 개념을 탐구하는 것으로 유명한데 “디스커버리호”는 이러한 개념을 활용하여 다양한 평행 우주와의 상호작용을 다루며 이야기를 전개한다.
예를 들어 시즌 1 에피소드 10은 “Despite Yourself”라는 제목을 가지고 있으며, USS 디스커버리호가 평행 우주에 빠져들게 되는 이야기를 다룬다.
이 에피소드에서 승무원들은 자신들이 평행 우주에 있다는 사실을 깨닫게 되며, 이곳에서의 생존과 원래 우주로 돌아가는 방법을 찾기 위한 모험을 시작한다.
글을 마치며…
평행 우주는 아직까지 우리의 상상 속에 있는 개념일 수 있다. 그러나 여러 과학자들이 양자역학을 바탕으로 하여 평행우주에 관한 연구를 수행함으로써 그것이 실체라고 밝혀질 날이 올 수도 있다.
만일 평행우주가 실제로 존재하며 그 세계에 또 다른 내가 존재하고 나와 비슷하거나 나와 전혀 다른 삶을 살고 있다면, 그리고 또 다른 나를 만난다면 나의 삶이 변할 수 있을지 궁금하다.
이 넓은 우주에는 아직 사람이 모르는 무한히 많은 것들이 존재하므로 평행우주 또한 존재할 가능성이 전혀 없는 것은 아니다. 무수히 많은 평행우주에 있는 무수히 많은 나는 과연 지금 무엇을 하고, 무슨 생각을 하는지 궁금하기도 하다.