우주의 탄생 이전에는 무엇이 존재 하였는가?

대략 137억년 전, 우주 전체가 특이점으로 존재했던 시대를 상상하기는 어렵다. 빅뱅 이론에 따르면, 우주가 어떻게 되었는지 설명하기 위해 경쟁하는 주요 경쟁자들 중 한 명이 우주에 있는 모든 물질들, 즉 모든 우주 자체가 아원자 입자보다 작은 형태로 존재했다고 한다. 한번 생각해 보면 더욱 어려운 의문이 생긴다. 빅뱅이 일어나기 직전에 무엇이 존재했는가? 그 질문 자체는 적어도 1600년 전에 현대 우주론을 앞섰다. 4세기 신학자 세인트 아우구스티누스는 신이 우주를 창조하기 전에 무엇이 존재했는가에 대한 문제와 씨름했다. 그의 결론은 '처음에는'이라는 성경 구절이 하나님이 이전에 아무것도 하지 않으셨음을 암시한다는 것이었다. 더구나 아우구스티누스는 세상은 특정한 시기에 신에 의해 만들어진 것이 아니라 그 시간과 우주는 동시에 창조되었다고 주장했다. 20세기 초, 알버트 아인슈타인은 그의 일반 상대성 이론과 매우 유사한 결론에 도달했다. 행성의 엄청난 질량은 지구 표면에 있는 사람이 궤도에 있는 위성보다 조금 더 느리게 달릴 수 있게 가정하면 그 차이는 너무 작아서 알아채지 못하지만, 큰 바위 옆에 서 있는 사람에게는 밭에 혼자 서 있는 사람보다 시간이 더 느리게 가기도 한다고 말이다. 아인슈타인의 작품을 바탕으로 벨기에 우주론자 Rev. 조르주 르메르트르는 1927년에 우주가 특이점으로 출발하고 빅뱅이 그 팽창으로 이어졌다는 논문을 발표했다. 이 논리의 선에 따라, 이 글의 제목은 근본적으로 결함이 있다, y, 그 원초적 특이성이 현재의 크기와 모양으로 확장되면서 비로소 생겨난 것이다. 아인슈타인의 죽음 이후 수십 년 동안, 양자 물리학의 출현과 일련의 새로운 이론들은 빅뱅 이전의 우주에 대한 의문을 다시 부활시켰다. 만약 우리 우주가 다른 오래된 우주의 자손일 뿐이라면? 일부 천체물리학자들은 이 이야기가 빅뱅으로부터 남겨진 유물 복사, 즉 우주 극초단파 배경(CMB)에 쓰여진 것이라고 추측한다. 천문학자들은 1965년에 처음으로 CMB를 관찰했고, 그것은 빅뱅 이론에 대한 문제를 빠르게 만들어냈다. 빅뱅 이론은 1981년에 인플레이션 이론으로 후속적으로 다루어졌다. 이 이론은 우주 존재의 처음 몇 순간에 우주의 극히 빠른 확장을 수반한다. 그것은 또한 CMB의 온도 및 밀도 변동을 설명하지만, 그러한 변동은 균일해야 한다는 것을 지시한다. 최근의 우주의 지도화 노력은 실제로 우주가 편향되어 있고, 어떤 영역은 다른 영역보다 더 많은 변동이 있다는 것을 시사한다. 일부 우주론자들은 캘리포니아 공과대학교 연구원 Adrienne Erickcek의 말에 따르면, 이러한 관찰을 우리 우주가 모 우주로부터 "거부"했다는 것을 뒷받침하는 증거로 보고 있다. 혼란스러운 인플레이션 이론에서, 인플레이션 거품의 끝없는 진행으로 각각은 우주가 되고, 이러한 각각의 탄생은 헤아릴 수 없는 다중 우주에서 훨씬 더 많은 인플레이션 거품이 된다. 여전히 다른 모델들은 빅뱅 이전의 특이점 그 자체의 형성을 중심으로 회전한다. 블랙홀을 우주 쓰레기 압축기라고 생각하면 블랙홀은 그 모든 원시적 압축기의 주요 후보지로 우뚝 서 있기 때문에 우리의 팽창하는 우주는 이론적으로 다른 우주의 블랙홀에서 나오는 화이트홀 출력물이 될 수 있다. 화이트홀은 블랙홀과 정반대의 방식으로 작용하여 블랙홀을 빨아들이기보다는 심각한 에너지와 물질을 발산하는 가상의 몸이다. 우주 배기가스 밸브라고 생각해봐. 어떤 과학자들은 우리 우주가 블랙홀 안에서 태어났을 수도 있고, 우리 우주의 모든 블랙홀은 각각 별개의 우주를 포함할 수도 있다고 제안한다. 하지만 일부 과학자들은 우주가 빅뱅이 아니라, 빅뱅과 함께 시작되었다고 생각한다. 오래 전에 인도의 중세 종교 철학자들은 우주는 창조와 파괴의 끝없는 순환을 거치고, 그 순환을 통해 우리 주변에서 보는 복잡한 현실로 진화하다가 스스로 파괴하고 새롭게 출발한다고 가르쳤다. 몇몇 현대 과학자들은 놀라운 유사성을 가진 아이디어에 도달했다. 그들은 우주가 빅뱅 대신, 일정한 크기로 축소될 때마다 튕겨나오며, 주기적으로 팽창하고 수축한다고 믿는다. 빅 바운스 이론에서, 각각의 사이클은 그 특이점만큼 작지 않은 작고 부드러운 우주로 시작될 것이다. 그것은 점차 확대되어, 시간이 지남에 따라 점점 더 뭉클해지고 뒤틀리게 될 것이다. 결국 시작점 크기로 움츠러들면서 무너지기 시작하고 점차 매끄러워지는 지경에 이를 것이다. 그러면, 그 순환은 새롭게 시작될 것이다. 빅 바운스 사상이 효과를 거두려면 영국의 물리학자 로저 펜로즈와 스티븐 호킹이 개발한 특이점 이론에 대한 방법을 찾아야 하는데, 이 이론은 수축하는 우주가 특이점까지 줄어들 것이라는 것을 암시하는 것으로, 거대하게 죽어가는 별이 결국 응축하여 블랙홀을 형성하는 방식으로 진행된다. 그렇게 하기 위해, 빅 바운스 모델은 중력을 상쇄하고 붕괴를 역전시키는 부정적인 에너지의 아이디어에 의존한다. 그래서 우주와 시공간은 계속해서 분리될 것이다. 이러한 수축과 팽창의 순환은 1조년에 한 번 정도 반복될 것이다. 빅 바운스는 세인트루이스 이후 서구 문명의 현실 관점을 탈피할 것이다. 아우구스티누스, 왜냐하면 그것은 우리가 알고 있는 것처럼 우주 앞에 실제로 시간이 존재했다는 것을 인식할 것이기 때문이다. 그러나 빅뱅이든, 빅 바운스든, 우리의 현재 우주 이전에 무엇이 존재했는가에 대한 문제는 여전히 열린 질문으로 남아 있다. 아마 아무것도 아닐 것이다. 어쩌면 다른 우주나 우리 자신의 다른 버전일 수도 있다. 아마도 우주들의 바다, 각각 다른 일련의 법칙을 가지고 그것의 물리적 현실을 지시하고 있을 것이다.