우주는 끝나지 않는다 #우주다큐 #과학다큐 #빅립, Apocalyptic universe

우리 은하계를 위협하는 것들은 우리 은하계에서 멀리 떨어져 있습니다. 은하계를 침략하는 일들이 하루에 3번씩 일어나고 있습니다. 이상한 선광이 우리 하늘을 가로질러 진동합니다. 이는 전 세계의 모든 핵무기를 합친 것보다 수백배 더 강력합니다. 그러나 그것은 사람이 만든 것이 아닙니다. 그리고 이것이 지구에 충분히 가까이 다가오면 지구의 모든 생명체가 멸종될 수도 있습니다. 지구상의 대부분의 사람들은 우주에서 발생하는 위험에 대해 잘 모릅니다. 우리 은하계인 은하수에서 거대한 별이 폭발하면서 내뿜는 이 치명적인 에너지 폭발이 우리 행성을 향해 돌진한다고 상상해봅시다. 생각만으로 끔찍한 일입니다. 온 우주를 수시로 괴롭히는 이것은 빅뱅 이후 가장 큰 폭발인 감마선 폭발입니다. 뭔가 나쁜 일이 곧 일어날 것이라는 징후도 전혀 없으며 갑자기 그것도 순식간에 일어나는 이런 폭발은 폭발 순간 펌핑된 방사선들이 날아와 대기를 높은 온도로 가열시킵니다. 우리의 오존층은 지구 전체에서 동시에 가열됩니다. 인간은 치사량의 100배에 달하는 방사선으로 인해 화상을 입어 사망합니다. 오존층이 얇아지면서 전 세계적으로 기온이 상승합니다. 이로 인해 폭풍, 쓰나미, 허리케인이 발생해서 큰 피해를 입히기 시작합니다. 육지와 물 표면에 대부분의 생명체는 소각됩니다. 공상과학 소설처럼 들릴 수도 있지만 만약 백광년 떨어진 곳에서 감마선이 폭발해 지구로 달려와 우주선을 쏘면 그런 일이 일어날 수 있습니다. 단 백광년 밖에서 일어난 일이지만 폭발과 동시에 지구로 오지는 않습니다. 백광년이면 100년 뒤에 지구를 뒤덮을 거니 안심해도 된다고 생각할지 모르지만 사실은 그렇지 않습니다. 백광년 떨어진 곳에서 일어난 일은 지금 당장 알 수 없고 100년 전, 99년 전, 90년 전에 일어난 일이라 하더라도 우리는 알 수 없습니다. 100년 전에 일어난 폭발의 빛이 100년 뒤 지구에 닥칠 때 그때야 비로소 알게 됩니다. 그러나 사실 그 정도 떨어진 거리에서 무슨 일이 일어나더라도 우주는 실시간으로 사건을 확인할 방법이 없습니다. 그만큼 무섭도록 우주는 광대하고 모든 별들은 멀어도 너무 먼 거리에 있다는 것입니다. 감마선 폭발은 우주에서 가장 밝은 폭발이자 어쩌면 우주의 폭군입니다. 감마선 폭발은 아주 멀리 떨어져 있지만 여전히 너무 밝기 때문에 엄청난 양의 힘을 가지고 있음에 틀림없습니다. 태양만큼의 에너지가 백억 년 동안 방출하는 에너지와 같습니다. 우리는 우주에 많은 항성과 행성이 있다는 것을 알고 있습니다. 따라서 감마선 폭발로 인해 수많은 문화가 전멸되었을 수도 있습니다. 1960년대에 이 이상한 방사선 폭발이 발견되었는데 그 감마선 폭발이 너무 밝았기 때문에 처음으로 목격되었습니다. 대부분의 과학자들은 그것이 우리 은하인 은하수에서 왔다고 생각했습니다. 여기에는 몇 가지 이유가 있습니다. 그 중 하나는 그들이 은하계 밖에 있다면 에너지가 적을 텐데 그 에너지가 거의 믿을 수 없을 만큼 컸다는 것입니다. 하지만 그 당시로는 가장 강력한 망원경이라도 폭발이 몇 초만 지속되었다가 사라졌기 때문에 그것이 어디에 있는지 얼마나 멀리 떨어져 있는지 가늠조차 못했습니다. 그러나 과학자들은 그들의 장광에 대해 궁금해하기 시작했습니다. 대부분의 우주 폭발은 며칠 또는 몇 주 동안 지속될 수 있는 빛나는 흔적을 남깁니다. 1990년대 후반, 더 나은 광학장치와 X선 모니터를 갖춘 위성이 마침내 감마선 폭발의 장광을 포착할 수 있었습니다. 감마선 폭발은 실제로 수백만, 수십억 광년 떨어진 우리 은하 외부에서 왔다는 것이 확인됐습니다. 감마선 폭발의 밝기는 태양 백만 조개의 밝기와 같습니다. 이 거대한 폭발은 지구상의 모든 생명체를 전멸시킬 수 있습니다. 그렇다면 이런 폭발은 왜 일어나는 걸까요? 과학자들은 일반적인 감마선 폭발이 적어도 태양 질량의 열 배 이상 크기에 달하는 별의 죽음으로 인해 발생한다고 확신합니다. 그리고 이런 종류의 별은 흔하지 않습니다. 매우 큰 별이 죽으면 대부분 붕괴되어 블랙홀을 형성합니다. 블랙홀은 물질의 밀도가 너무 높아 빛조차 빠져나올 수 없을 정도로 수축될 때 만들어집니다. 그러나 전문가들은 별 중 일부가 블랙홀 중심으로 빨려들어가는 것을 거부한다고 생각합니다. 결과적으로 고속으로 회전하는 물질 원반이 그 주위에 형성됩니다. 몇 초 만에 플라즈마 Z가 회전하는 극에서 발사됩니다. 이러한 에너지 광선은 위험한 감마선을 우주로 방출합니다. 동시에 감마선 폭발이 분출되고 붕괴하는 별이 폭발하거나 초신성이 극단적으로 변합니다. 감마선 폭발은 엄청난 양의 에너지를 사용하여 하늘의 아주 작은 영역에 집중하기 때문에 너무 박습니다. 매 300개의 감마선 폭발 중 하나만이 우리를 향하고 있습니다. 그래서 우리는 그 300개 중 하나만 볼 수 있습니다. 감마선 폭발이 100광년이 아니라 1000광년 떨어진 곳에서 일어난다고 해도 지구는 여전히 종말을 맞이할 정도로 파괴될 수 있습니다. 만약 감마선 폭발이 지구에서 100광년 이내에 일어난다면 그것은 태양보다 약 500배 더 밝을 것이고 감마선으로 만들어지면 지구의 대기권으로 보내지는 에너지는 마치 10만 메가톤의 핵폭탄과 같은 에너지입니다. 오존층은 완전히 망가져 없어질 것입니다. 산성비도 내리겠지만 섬광화상, 초목소각 아마도 핵폭발 후의 날씨와 비슷한 일도 있을 것입니다. 지구에 살던 많은 종들이 모두 다 멸종될 수 있습니다. 그러나 감마선이 되지 않은 지구 반대편은 감마선이 지구를 통과하지 않기 때문에 화상, 열상 등 직접적 피해를 입지는 않겠지만 그러나 대기조성의 변화와 오존층 파괴의 영향은 궁극적으로 반대편에 올 것입니다. 그리고 무슨 일이 일어날지 아무도 모릅니다. 이 악몽같은 시나리오는 지구 역사상 한번 일어날 확률은 1조분의 1입니다. 이런 광선을 쏘이게 된다면 불쾌하다는 생각이 들기도 전에 죽고 말 것입니다. 광선은 극도로 강력한 방사선이기 때문에 이러한 종류의 에너지 근처에는 살고 싶지 않을 것입니다. 현재 지구 근처에서 발생하는 감마선 폭발로부터 지구를 보호할 수 있는 방법은 없습니다. 이 폭발의 광선은 빛의 속도로 움직입니다. 우리가 그들을 발견했을 때 그들은 이미 우리 행성을 강타했을 것입니다. 감마선 폭발은 지구나 시야 내에 있는 모든 생명체의 위험을 초래할 수 있습니다. 천문학자들은 감마선 폭발이 지구상의 대량 멸종의 원인이 될 수 있다고 생각합니다. 4억 5천만 년 전에 일어난 사건으로 오르도비스기와 실루리아기 종들을 멸종시킨 사건은 아마도 최악의 사건이었을 것입니다. 바다 표면 근처에 사는 생물은 바다 깊은 곳에 사는 생물보다 훨씬 더 큰 타격을 받았습니다. 이것은 천문학자들에 따르면 은하수 크기의 감마선 폭발은 약 10만 년에 한 번씩 발생한다고 합니다. 감마선 폭발은 약 500만 년에 한 번씩 발생하는데 이는 지구상의 생명체에 영향을 미칠 만큼 가까운 수준입니다. 즉 46억 년 전에 지구가 만들어진 이래 약 천 번의 사건이 있었다는 것입니다. 따라서 가까운 곳에서 감마선 폭발이 일어날 가능성은 제로는 아닙니다. 다만 우리는 500만 년을 사는 것은 아니니 걱정할 필요가 없을 만큼 확률은 충분히 낮습니다. 인류는 분명히 감마선 폭발을 무사히 피했지만 여전히 그 폭발의 영향이 얼마나 멀리까지 퍼질 수 있는지를 보여줍니다. 그러나 감마선 폭발의 두려움은 떨쳐버려도 됩니다. 그런 폭발이 일어날 지점은 우리로부터 충분히 멀리 떨어져 있고 우주 날씨는 아직 쾌청합니다. 사실은 그런 감마선 폭발보다 눈을 크게 뜨고 우주를 감시해야 할 일이 있습니다. 지구는 언제나 매우 위험한 우주를 거친 여행을 하고 있습니다. 미리 정해진 길로 빠르게 움직일 때 할 수 있는 일이 없기 때문에 아무 일도 일어나지 않기를 바랄 뿐입니다. 러스티 슈와이커튼은 우주 비행사였기 때문에 우주에 있는 것들이 얼마나 위험한지 잘 알고 있습니다. 1969년 아폴로 9호 비행 중에 그는 달 모듈을 담당하면서 안전하다기에는 너무 가까워지는 아포피스라는 소행성의 위험에 대해 경고를 하고 있습니다. 슈와이커튼은 1908년 6월 30일, 1715년 6월 30일의 소행성, 심지어 아포피스보다 작은 소행성이 얼마나 나쁜지 보여주는 무서운 신뢰를 가지고 있습니다. 축구장 반만한 크기의 물체가 시속 약 5만 5천 킬로미터의 속도로 우주를 향해 돌진하여 폭발을 일으켰습니다. 그 뒤에는 불타는 가스가 흐르고 있습니다. 몇 분 안에 불덩이는 지구 대기권에 부딪혔고 시베리아의 탕구스카 숲 근처에서 격렬하게 터졌습니다. 그 결과 폭발은 행성 역사상 기록된 것 중 가장 큰 폭발이었습니다. 폭발로 인해 파도가 갈라졌고 로드 아일랜드의 절반보다 큰 지역에 있는 800만 그루의 나무가 불에 타버렸습니다. 다행히 이 폭발은 사람이 거의 거주하지 않는 곳에서 일어났기 때문에 직접적으로 사망자는 없었습니다. 만약 이 소행성이 불과 몇 시간 후에 충돌했다면 그것은 시베리아가 아니라 유럽의 대도시에 충돌했을 것입니다. 지난 100년 동안 툰구스카 폭발은 논란의 대상이었습니다. 현재 많은 연구자들은 소행성이 폭발의 원인이었다고 생각합니다. 놀랍게도 땅에 접촉하여 충돌한 것이 아니기 때문입니다. 오히려 그것은 시베리아의 얼어붙은 땅에서 8km 상공에서 폭발했습니다. 시속 약 5만 5천km의 속도로 낮은 대기권에 부딪힐 때 그것은 콘크리트의 계란이 부서지는 것과 같습니다. 시베리아 폭발로 TNT 15메가톤에 해당하는 에너지가 방출돼 히로시마 원폭보다 천배나 더 큰 위력을 발휘했습니다. 이것은 바로 재앙입니다. 모든 소행성 또는 지구 근처 물체는 과학자들이 이러한 침입자에게 부여한 이름이었습니다. 그들은 행성이 형성될 때 잔해 위에 남겨진 해성과 소행성입니다. 오르트 구름은 해왕성을 지나 해성이 이동하는 카이퍼 벨트의 일부입니다. 또한 목성과 화성 사이에도 소행성 벨트가 있는데 이들은 곡선 경로를 따르지만 이들 궤도 여행이 항상 정상적인 것은 아닙니다. 소행성은 화성과 목성 사이 어느 정도 질서정연한 벨트를 따라 돌기 때문에 그닥 걱정할 필요가 없습니다. 그러나 어떤 행성 하나가 멀리 떨어져서 그 모든 질량과 에너지가 지구를 향해 가고 있다면 그때부터 천문학자들은 걱정하기 시작합니다. 우주 잔해가 궤도를 벗어나 지구로 향하는 것은 드문 일이 아닙니다. 그것들의 대부분은 우리 행성의 밀도가 높은 대기에 의해 증발됩니다. 그러나 더 큰 물체는 지구의 대기를 뚫고 지표면으로 충돌할 수 있습니다. 소행성은 실제적이고 지구 최대의 위협입니다. 이전처럼 우리를 죽게 할 위협은 우주 공간에 늘 상존하고 언젠가 그런 일이 다시 일어날 것입니다. 6500만 년 전 한국의 작은 도시만한 소행성이 하늘에서 떨어졌습니다. 그리고 유카탄 반도에서 폭발이 일어났습니다. 1억 메가톤의 TNT 폭발과 맞먹는 소행성 폭발이 멕시코 치크살룸 마을 근처로 떨어진 것입니다. 이 폭발로 지구가 수십억 톤의 지각을 우주로 흩뿌려지고 햇빛을 차단하는 제구름이 하늘을 덮고 장시간에 걸쳐 지구가 겨울 날씨로 변해 먹이 사슬을 파괴하고 수많은 종이 멸종된 사실을 우리는 알고 있습니다. 이 맹렬한 충돌이 공룡 멸종의 요인이 되었다고 생각됩니다. 우리는 소행성을 나쁜 것으로 생각할 수 있지만 소행성이 없었다면 우리는 오늘 여기에 있지 못했을 것입니다. 우리는 지금 지구의 종말을 걱정하고 있지만 은하계와 그 속의 별들과 행성들도 종말이 올 수 있습니다. 빅립은 우주적 세상의 종말에 붙여진 이름입니다. 빅립이 시작되면 우주의 모든 원자와 핵이 더 이상 잘려지지 않을 때까지 멈추지 않고 찢어질 것입니다. 큰 찢김은 실제로 모든 것의 끝입니다. 결국 우주에 무슨 일이 일어날지에 대한 슬픈 생각입니다. 우리는 현재 팽창하고 있는 우주가 최대 팽창 지점에 도달할 수 있다고 생각하곤 했습니다. 우주의 성장은 계속해서 가속화될 뿐만 아니라 진행되면서 모든 것을 찢어놓을 것이라는 점입니다. 그리고 모든 것을 바깥쪽으로 끌어당기는 진공과 같은 것이 있습니다. 이것은 암흑에너지라는 이상한 힘이 원인일 수도 있습니다. 아마도 우주론자들이 지금 당장 해야 할 가장 중요한 일은 암흑에너지가 무엇인지 알아내는 것일 것입니다. 암흑에너지는 눈으로 볼 수 없기 때문에 어둠이라고 불립니다. 우리는 그것이 우주의 중력이 작동하는 방식을 바꾸는 방식 때문에 그것이 무엇인지 알 수 있습니다. 수십억 광년 길이 우주론적 길이 규모에서 암흑에너지의 특성을 살펴볼 때만 암흑에너지의 효과를 볼 수 있습니다. 그것은 사물을 서로 더 멀리 밀어내게 하고 우주의 팽창에 기여합니다. 1920년대 에드윈 허블은 우주가 점점 커지고 있다는 사실을 처음으로 알아차린 사람이었습니다. 그러나 1998년이 되어서야 최고 과학자팀이 이러한 성장이 통제불능의 기차처럼 가속화되고 있음을 측정했습니다. 우주가 커질수록 다른 모든 은하계는 우리에게서 멀어집니다. 정상적인 성장에서 각 은하의 크기는 동일하게 유지됩니다. 그러나 우주가 매우 빠르게 팽창한다면 각 은하계도 성장할 수 있습니다. 과학자들은 대격변이 우주의 종말이라고 말합니다. 그들은 심지어 세상의 종말까지 카운트다운을 했습니다. 은하단을 분리하는 데는 10억 년이 걸리고 은하 자체를 분리하는 데에는 수억 년이 걸리고 우리가 말하는 태양계의 크기에 도달하려면 수십만 년이 걸립니다. 그러면 지구가 찢어지는데 한 시간도 채 걸리지 않을 것입니다. 어떤 모습일지 상상만 해도 무섭습니다. 우리가 보호캡슐 안에 들어가서 무슨 일이 일어나는지 지켜보고 있다면 우리를 향해 다가오는 어둠의 사신을 보게 될 것입니다. 그 시점에서 우리는 더 이상 별을 볼 수 없게 됩니다. 지구의 층은 하나씩 벗겨져 버려질 것입니다. 우리를 하나로 묶고 있는 분자를 포함하여 우리 안에 모든 것은 찢겨지고 당신의 몸을 구성하는 모든 원자는 아주 짧은 시간 내에 무한히 날아갈 것입니다. 과학자들은 우주의 나이가 현재보다 3배 이상 늘어나는 500억 년 후에 그 정점에 도달할 것이라고 생각합니다. 이제 이것이 실제로 일어날 것인지 알아내려고 노력하고 sf 방식으로 일어날 수 있는 일을 상상하고 우리에게 일어날 수 있는 일에 대해 생각하는 것은 흥미롭지만 등골이 오싹해지는 호러 영화일 수도 있습니다. 우리의 우주는 엄청난 복잡성을 지닌 수많은 우주 중 하나일 뿐이라고 가정하는 이론이 있습니다. 우주 각각은 고유한 물리적 법칙과 상수를 따릅니다. 이 수많은 우주는 우리가 다중 우주라고 부르는 것을 형성합니다. 이 이론은 1950년대 휴 에버렛이 양자역학에 대한 다양한 해석을 통해 더욱 대중화되었습니다. 휴 에버렛은 양자 측정에 가능한 모든 결과가 어떤 세계나 우주에서 물리적으로 실현된다고 설명합니다. 평행우주를 이해하려면 우리가 일반적으로 인지하는 것보다 훨씬 더 복잡하고 경이로운 현실을 상상하기 위해 기존의 것 이상으로 상상력을 확장해야 합니다. 평행우주의 개념은 어떤 사람들에게는 순수한 공상과학 소설처럼 보일 수도 있지만 이는 진지한 과학이론과 수학적 모델의 뿌리를 두고 있습니다. 평행우주에 대한 직접적인 증거는 그 특성상 아직 파악하기 어렵습니다. 몇몇 과학적 프레임워크는 간접적인 지원을 제공하고 이러한 가능한 다중 현실에 대한 우리의 이해를 돕고 있습니다. 물리학자 휴 에버렛이 처음 제안한 다중 세계 해석은 양자 과정의 모든 가능한 결과가 실제로 각각 고유한 우주에서 발생한다는 것입니다. 이 해석은 전통적으로 관찰된 단일 결과에서 양자 불확실성을 해결하는 파동 함수 붕괴의 필요성을 제거합니다. 현대 우주론의 중추적인 부분인 우주 팽창 이론은 초기 우주가 기하급수적 팽창 기간을 겪었다고 말합니다. 이 이론은 그러한 급속한 팽창이 잠재적으로 각각 자신의 물리적 법칙에 따라 별도의 우주로 발전할 수 있는 여러 단절된 시공간 영역의 생성으로 이어질 수 있음을 시사합니다. 끈 이론과 만물 이론의 후보인 풍경 다중 우주 끈 이론은 각기 다른 우주를 대표하는 수많은 가능한 거짓 진공인 안스케이프의 개념을 설명합니다. 이 이론에 따르면 우리 우주는 더 큰 다중 우주에 있는 많은 거품 중 하나일 뿐이며 각 거품은 고유한 물리 법칙을 가지고 있습니다. 끈 이론의 수학적 의미는 수많은 가능한 우주를 열어줍니다. 잠재적으로 다른 물리적 현실을 나타내는 방정식에 대한 각 솔루션입니다. 이러한 이론은 설득력이 있지만 테스트 가능성과 관련된 중요한 과제도 남아 있습니다. 이러한 이론의 특성으로 인해 증명하거나 반증하기가 어려워지며 이는 그러한 다중 우주를 가정하는 것의 타당성과 의미에 대해 과학계에서 지속적인 논쟁이 벌어지는 중입니다. 우주 과학의 층위를 벗겨내면서 우리가 발견한 이론은 우리가 상상했던 것보다 훨씬 더 복잡하고 얽혀있는 우주 또는 실제로 다중 우주를 드러냅니다. 이것이 우리 자신의 우주와 그 안에서 우리의 위치를 이해하는데 어떤 의미가 있을까요? 평행 우주의 개념을 더 깊이 탐구하면서 이러한 이론이 현실에 대한 이해, 우주에서의 위치 및 과학적 탐구의 미래에 대해 갖는 심오한 의미를 고려하는 것이 중요합니다. 어떤 우주에서 가능한 모든 결과가 실현된다면 자유, 의지, 문명, 선택의 본질에 대한 중요한 질문이 제기됩니다. 다중 우주에서는 당신이 내리는 모든 결정이 새로운 우주를 낳습니다. 이것은 가능한 모든 결정이 자유, 의지에 불과하고 그 반대가 어딘가에서 일어나기 때문에 환상이라는 것을 암시할 수 있습니다. 과학적으로 다중 우주 이론은 물리학에 대한 우리의 접근 방식에 혁명을 일으킬 수 있으며 잠재적으로 정보에 대해 생각하는 새로운 방법을 제시합니다. 이는 우리가 다른 우주를 감지하거나 통신하는 방법을 모색할 때 개발하는 기술에도 영향을 미칠 수 있습니다. 평행 우주의 존재는 새로운 윤리적 딜레마를 야기할 수도 있습니다. 예를 들어 다양한 정도의 고통이나 행복을 경험하는 무한한 버전의 우리가 있다면 이것이 도덕적으로 괜찮은 것인지 윤리적으로 옳은 일인지에 대한 고찰이 필요합니다. 내일 깊은 우주에서 실제로 어떤 위험이 일어날까요? 먼 미래 태양이 우리 후손들에게 큰 피해를 끼칠 수는 있겠지만 한 가지 확실한 것은 무엇인가가 우주 전체를 멸망시킬 것이라는 것입니다. 단번에 그것은 단지 시간 문제일 뿐입니다. 때때로 우리의 삶이 여기 지구상에서 얼마나 연약한지 어쩌면 우리가 여기에 항상 있지 않을 수도 있고 그러나 희망이 있을 수도 있지만 무게가 무거울 수도 있다는 점을 생각해보는 것은 유용합니다. 마치 우주가 막 끝나는 것 같지만 그리고 그게 다입니다. 그러나 겁먹지는 마세요. 우리는 우주적 시간으로 찰라를 살다가 갈 뿐입니다. 오늘 이야기는 여기까지입니다. 다음에 또 만나요. 안녕!