11월 30, 2021

CNN 기고문: 빅뱅 이론의 문제점

CNN 기고문: 빅뱅 이론의 문제점

Spiral Galaxy - Wikipedia

살아가면서 불현듯 “우주가 형성된 기원”에 대한 궁금증이 생길때가 있다. 사람들은 나름 여러가지 이론이나 종교적 신념에 따라 이 물음에 스스로 답을 하던가 아니면 애써 무시해 버릴 것이다. 그런데 “우주가 형성된 기원”을 제대로 알 수 있다면 아마도 우리들은 왜 이곳에 존재해야 하는지에 대한 근본적인 이유를 찾게 될지도 모른다.

우주가 형성된 기원에 대한 수수께끼는 수천 년 전 고대 종교 문헌에서 찾아볼 수도 있지만, 현대에는 과학의 영역으로 넘어와 “빅뱅”이론으로 설명되고 있다. 그러나 페르미 국립 가속기 연구소의 수석 과학자인 돈 링컨(Don Lincoln)이 CNN에 기고한 글에 의하면 최근 남극의 실험실에서 기록된 천문학적 측정은 빅뱅을 옹호하는 과학자들로 하여금 그들의 이론을 재검토하게 만든다고 밝혔다.

우주 팽창이론과 그 기원

돈 링컨에 따르면 우주의 기원에 대한 현재의 과학적 설명은 약 138억 년 전으로 거슬러 올라간다고 하면서, 우주가 형성되기 이전의 가시적 우주는 원자보다 훨씬 작은 부피로 압축되어 있었다고 말했다. 그러다가 무엇인지는 정확하게 알 수 없지만 “빅뱅”이라 불리우는 거대한 폭발로 우주가 탄생됐으며, 1929년 천문학자 에드윈 허블(Edwin Hubble)은 우주가 계속 팽창하고 있는 중이라고 밝혔다.

수십 년 동안 많은 과학자들은 빅뱅 이론의 주장을 강화했을 뿐만 아니라 이 이론이 불완전하다는 사실 또한 분명하게 밝혔다. 그러다가 1980년 물리학자인 앨런 구스(Alan Guth)는 우주팽창이론을 주장하면서 우주는 탄생한 첫 순간부터 빛의 속도보다 빠르게 팽창하고 있다는 가설을 발표하면서, 우주는 원자만한 크기에서 찰나의 속도로 대략 광년 너비의 구체로 성장했다고 밝혔다.

이후 천문학자들은 복잡하고 다양한 팽창의 변형을 발명했고 우주팽창의 원리는 우주가 어떻게 탄생되었는지에 대한 현대 과학이론의 중요한 구성요소로 오랫동안 간주되어 왔다. 그러나 우주팽창 원리는 객관적인 실험에 의해 확인된 적이 없기 때문에 여전히 가설에 불과하다.

우주는 한때 굉장히 뜨거우면서도 빛이 나고 있었지만, 계속 팽창해 가면서 냉각되어졌고 그 빛은 1964년 이후 천문학자들이 발견한 마이크로파로 변했으며, 우주 탄생에 대한 “빅뱅”이론은 이러한 우주 마이크로파 배경(microwave background, CMB)으로 현재 설명되고 있다.

BICEP-3 망원경을 이용한 CMB와 편광 연구

우주팽창이론은 CMB의 마이크로파의 극성화와 함께 CMB의 소용돌이패턴인 B-모드와 직선패턴에 가까운 E-모드의 두 가지 방식으로 편광될 수 있으며, 우주의 팽창이론이 정말로 맞다면 B-모드와 E-모드가 혼합된 것을 볼 수 있어야 하며, 반면에 그렇지 않다면, E-모드만 볼 수 있어야 한다고 천문과학자들은 주장하고 있다.

그래서 천문학자들은 BICEP-3라는 망원경을 이용하여 CMB와 그 편광을 연구했다. 해발 2마일의 고도에서 극도의 건조한 공기와 함께 남극에 설치된 BICEP-3 천체 망원경은 이러한 연구를 수행하기에 이상적인 장소이다. 그러나 링컨이 CNN에 기고한 내용에 따르면 과학자들은 CMB에서 유래한 B 모드의 징후를 찾지 못했다고 밝히고 있다. 그렇다면 우주팽창이론은 잘 못 됐다는 것인가? 링컨은 아니라고 대답한다.

진실을 향한 과학자들의 끊임없는 도전과 자세

링컨은 과학자들이 끊임없이 자신의 연구를 재확인하면서 진실을 향한 목표에 도달하는 것에 과학의 본질적 의미를 부여해야 한다고 강조한다. 실제로, 훌륭한 과학자는 자신의 생각만을 고집하지 않고 더 많은 데이터에 따라 자신의 생각은 언제든지 바뀔 수 있다는 개방적 마음자세가 필요하며, 천천히 그러나 확실한 과정을 통해 정제되야만 점점 더 진실에 가까워 진다고 링컨은 강조했다.

그러면서 그는 최근 BICEP-3 망원경으로 확인한 우주팽창이론에 대한 결과는 2020년 초 코로나바이러스 발생초기의 상황과 접목시켰다. 당시 과학자들은 모든 식료품을 소독해야 하며 마스크 착용은 중요하지 않다고 말했다. 그러나 더 많은 연구가 진행됨에 따라 과학자들은 초기연구가 잘못되었음을 발견했고, 지난 1년 반 동안 보건 과학자들과 의사들은 코로나바이러스에 대한 접근방식을 지속적으로 연구했고, 그 연구결과를 토대로 수정하고 보완하면서 오늘에 이르고 있는 것이다.

BICEP-3보다 더 진일보한 망원경에 의한 측정은 언젠가 우주팽창이론을 더 정확하게 확증할 수도 있지만, 반대로 우주팽창이론이 아닌것으로 판정날 수도 있다. 그러나, 링컨은 그것은 문제가 되지 않는다고 기고문을 통해 그의 입장을 밝히면서, 과학자들의 사명은 생각의 모자를 쓰고 더 새롭고 더 나은 이론을 내놓는 것이며, 진실에 한 발짝 더 다가가는 것이라고 강조했다. 그는 그러기 위해서는 과학자들의 변신과 연구과정의 혁신은 불가피하다고 지적했다.

*본 내용은 CNN의 기고문을 발췌한 후 편집된 내용이라 정확하지 않을 수 있습니다. 정확한 내용은 CNN의 원 기고문에서 확인해 보시기 바랍니다.

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