우리의 우주상(제1단락)ㅡ스티븐 호킹

스티븐 호킹의 여러 책자들 중에 <시간의 역사>를 선택해서 직접 읽어보기로 했습니다.

시간의 역사의 서문과 차례에 따라서 그의 단락에 맞춰서 읽기로 

하고 맞춘 단락의 내용과 감상을 전해드리고자 합니다.

 

제 1단락

우리의 우주상(2~19P)

2세기 프톨레마이오스가 주장한 '세계' 지형을 그린 15세기의 지도. 동쪽과 서쪽이 맞닿아 있다는 설(천동설)

 

기원전 340년에 아리스토텔레스는 그의 저서 <천체에 관하여>에서 지구가 편평한 판이 아니라

둥근 구형이라는 것을 입증할 3가지 증거를 제시합니다.

 

1.월식이 일어나는 이유는 지구가 태양과 달 사이에 끼이게 되기 때문이라는 사실을 깨달았습니다.

 

2.그리스인들은 다른 지방들을 여행하면서 쌓은 경험으로부터 북극성을 북쪽 지방에서 관측할 때보다

남쪽 지방에서 관측할 때에 더 낮게 보인다는 사실을 알고 있었다

 

3.수평선 너머에서 해안으로 다가오는 배가 처음에는 돛만 보이다가 점차 선체가 드러나는 사실을 

어떻게 설명할 수 있겠는가?

 

갈릴레오 지동설

 

1609년 <갈릴레오>는 당시에 발명된 망원경을 이용해서  밤하늘을 관측하기 시작했다.

목성을 관측하던 도중 그 행성 주위를 도는 여러 작은 위성들을 발견했다.

즉 이사실은 모든 천체가 직접 지구 주위를 도는 궤도를 가지는 것이 아님을 알게 됩니다.

 

1687년 아이작 뉴턴의 <자연철학의 수학적 원리>(일명 프린키피아)를 발간하면서 

달이 타원궤도로 지구를 돌고 지구를 비롯한 행성들이 타원궤도로 태양 주위를 공전하게

만드는 힘도 중력임을 입증합니다.

 

오늘날 중력이 항상 인력(引力)으로 작용하는 무한한 <정적인 우주 모형>이 불가능하다는

것을 알고 있지만, 그것은 우주가 팽창하거나 또는 수축한다는 주장을 아무도 제기하기 않았던

20세기 이전의 사상의 전반적인 분위기를 잘 반영하는 것입니다.

 

빅뱅이후 우주의 나이 130~150억년

 

 

우주의 기원에 대한 논의는 훨씬 이전부터 시작되었다고 합니다.

수많은 고대 우주론과 유대교, 기독교, 이슬람교의 전통에 따르면,

우주는 그리 멀지 않은 유한한 과거의 어느 때에 시작되었다.

그러면 우주의 존재를 설명할 '조물주'를 필요하는 것입니다.

 

<성 아우구스티누스>는 창세기에 의거하여 기원전 5000년쯤 천지창조가 이루어진 연대로 

받아들였다(흥미로운 사실은 이 연대가 고고학자들이 문명이 실제로 시작된 시기라고 이야기

하는 마지막 빙하기 말엽 약 1만년에서 그리 멀지 않다는 점이다)

 

우주가 시간적으로 출발점을 가지는지 그리고 공간적으로 유한한지를 둘러싼 의문들은 

훗날 철학자 <임마누엘 칸트>가 1781년 출간한 <순수 이성 비판>에서 다루어지고 있다.

그는 그 의문들을 순수 이성의 이율배반(즉 모순)이라고 부른다. 

 

우주가 출발점을 가진다는 정립(定立)과 영원히 존재해왔다는 반정립(反定立)이 똑같이 설득력

있는 근거를 가진다고 생각했기 때문이다.

 

1.우선 정립의 근거로서 ㅡ만약 우주가 출발점을 가지지 않는다면, 모든 사건 이전에

무한한 시간이 있었을 것이기 때문이고,

2.반정립의 근거로는 ㅡ만약 우주가 출발점을 가진다면, 그 이전에 무한한 시간이 있었으리라는 것이다.

 

그렇다면 굳이 우주가 어느 특정한 시간에 시작되었을 이유가 어디에 있다는 말인가?

우주가 영원히 존재해왔든지 그렇지 않든지간에,

시간이 과거 방향으로 무한히 계속된다는 가정을 토대로 삼고 있다.

 

아우구스티누스 고백록

 

시간이란 개념은 우주의 시작 이전에는 아무런 의미도 띠지 않는다,

이 사실을 처음 지적한 사람은 <성 아우구스티누스>였다.

"우주가 창조되기 이전에 신은 무엇을 했는가?"라는 질문을 받았을 때 

시간이란 신이 창조한 우주의 한 특성이며, 그 시간은 우주가 시작되기 이전에는

존재하지 않았다고 대답했다.

 

1929년 <에드윈 허블>이 멀리 떨어진 은하들이 우리의 시선이 닿는 모든 곳에서 빠른속도로

우리시선에서 멀어지고 있다는 획기적인 관측을 합니다. 즉 우주가 팽창하고 있다는 사실을 발견합니다.

이 사실은 만약 우리가 과거를 향해서 시간을 거슬러 올라갈수록 은하들이 지금보다는 훨씬 더

가깝게 모여 있었을 것임을 뜻합니다.

 

빅뱅이 일어난 순간에 시간이 시작되었다고 말할 수 있다는 것입니다.

그 이전의 시간은 규정이 불가능하다는 의미도 되는 것입니다.

팽창하는 우주에 굳이 출발점이 있어야 하는가에 대한 물리적인 이유도 필요할 수 있습니다.

 

과학의 궁극적인 목적은 우주 전체를 기술하는 단일한 이론을 만드는 것이다. 

오늘날 과학자들은 우주를 두가지의 기본적인 부분이론 ㅡ일반 상대성 이론과 양자역학으로 기술하고 있다.

두 이론은 20세기 전반에 이루어진 위대한 지적 업적들이다.

 

 

우리가 우주를 지배하는 법칙들을 향해서 점차 가까이 다가갈 수 있다는 생각이 합리적이라면...

완전한 통일 이론이 실제로 존재한다면,

1.우리가 증거를 통해서 올바른 결론에 도달하도록 결정되어야만 할 이유가 어디에 있다는 것인가?

2.우리가 잘못된 결론을 이끌어 내도록 결정되어 있을 가능성도 똑같이 있는 것이 아닌가?

3.아니면 아무런 결론도 내지 못할 가능성은?

 

이 물음에 대해서 유일한 대답은 <다윈의 자연선택설>에 근거한 것이다.

자기복제하는 유기체의 모든 개체군에는 유전물질의 변이가 존재하며, 그 속에서 서로 다른 개체들이

나타난다는 것이다. 이런 개체 간의 차이는 일부 개체들이 다른 개체들에 비해서 주위 세계에 대해서

올바른 결론을 내리고, 그에 따라서 더 적절한 행동할 능력이 있음을 뜻한다.

 

이 개체들은 살아남아서 번식할 가능성이 더 높기 때문에, 그들의 행동 및 사고방식이 그 개체군을

지배하게 될 것이다.분명히 과거에는, 우리가 지능이나 과학적 발견이라고 부른 것이 생존에 도움을

준 것이 사실이다. 그러나 지금도 그런 생각이 유효한지는 그다지 분명하지 않다.

우리의 과학적 발견이 우리 모두를 파멸시킬 수도 있고, 설령 그 정도는 아니라고 해도,

 

완전한 통일이론이 우리가 생존할 가능성에 별 차이를 가져오지 않을 수도 있다.

그러나 만약 우주가 규칙적인 방식으로 전개되어 왔다면, <자연선택>이 우리에게 부여한 사유능력이 

완전한 통일이론을 탐색하는 데에도 유효할 것이며, 따라서 우리를 잘못 이끌지 않으리라고 예상할 수 있다.

 

오늘날에도 우리는 우리가 왜 여기에 존재하는지, 어디에서 왔는지를 알아내고자 여전히 열망하고 있다.

지식에 대한 인류의 깊은 욕구는 우리의 지속적인 정복을 충분히 정당화해준다.

우리의 목표는 우리가 살고 있는 우주에 대한 완전한 기술 바로 그것이다.