우주는 유한한가, 무한한가?

우주는 유한한가, 무한한가?

우주는 유한한가, 무한한가?

우주의 크기에 대해서는 의견이 분분하다. 우주 공간이 매우 크다는 것은 분명하나, 그것이 유한할지 무한할지는 과학자들 사이에서도 뜨거운 감자이다. 천문학자들은 우주 공간의 비밀을 풀기 위해 매우 특별한 탐사선을 발사하여 빅뱅의 잔광인 우주 마이크로파 배경 복사를 조사했다.

 

우주 마이크로파 배경 복사 관측이 어떻게 우주의 크기를 밝히는데 도움이 될까?

 

우주 공간은 무한한 것일까? 아니면 유한하지만 단순히 큰 것일 뿐일까?

 

우주가 유한하다고 가정한다면, 서로 연결되는 지점이 생긴다. 예를 들어, 유한한 부피를 가진 박스를 보면 서로 맞닿은 꼭지점과 모서리가 있다. 공기를 불어넣은 풍선 내부는 전체가 이어진 하나의 표면이다.

 

우주가 유한하다면, 빅뱅으로 인해 발생된 우주 마이크로파 복사 배경이 서로 연결되는 지점이 있어야 한다. 과학자들이 한 쪽의 특징이 다른 한 쪽에 연결되어 있다는 증거를 찾기 위해 애쓰고 있지만, 아직까지는 그 증거를 밝혀내지 못했다.

 

그렇다면 우주는 무한한 것일까? 그렇게 단정할 수는 없다.

 

만약 우주가 무한하다면, 우주 마이크로파 복사 배경의 파장 크기 범위 역사 무한해야 했다. 하지만 빅뱅으로 인한 마이크로파 복사 배경의 탄생을 모형화하면, 큰 파장의 경우 잔물결이 거의 사라지는 패턴이 나타났다. 어쩌면 이는 우주 공간 자체가 큰 파장을 모두 담아낼 수 없을 만큼 충분히 크지 않다는 것을 의미할지도 모른다.

 

일부 과학자들은 우주가 생각보다 크지 않으며, 마치 거울로 둘러싸인 것과 같은 형태라고 주장한다. 만약 빛이 한 쪽에서 발사되면 결국 시작점으로 돌아간다는 것이다. 이렇게 신비롭게 감싸져 있는 덕분에, 한 은하에서 나오는 빛은 지구로 가는 두 경로를 만들게 된다. 따라서 같은 은하가 두 개의 다른 부분에서 나타난다. 결국 우주는 거울로 둘러싸인 홀과 같을 것이고, 그 안에 있는 모든 것들을 여러 이미지로 만들어내고 있을 것이다.

 

그러나 일각에서는 이에 반대한다. 만약 우주가 거울 홀과 같은 효과를 낸다면, 우주 마이크로 복사 배경에서 동일한 원들의 패턴을 찾을 수 있어야 한다. 하지만 그러한 패턴은 하늘에서 관측된 바가 없다.

 

현대 과학은 아직 우주가 유한한지 무한한지를 밝혀내지 못하고 있다. 지금까지도 과학자들은 이 비밀을 풀기 위해 노력하고 있다. 분명한 것은, 이 난제를 해결하는 것은 자연을 이해하는 엄청난 성과가 될 것이라는 점이다.