만약 여러분이 공상과학 소설이나 판타지 소설의 팬이라면, 그와 관련된 책을 읽거나 영화를 보면서 다중 우주의 개념을 탐구하는 시리즈를 봤을 가능성이 높습니다. 다중우주는 우리가 시간과 공간이라고 부르는 차원과는 또 다른 차원이 존재한다는 것입니다. 흥미롭게도, 이 생각은 공상과학 소설과 판타지에 국한되지 않습니다.
다중우주론
과학에서 이것은 다중 우주 이론으로 알려져 있는데, 이것은 우주 전체를 구성하는 우주, 시간, 물질, 에너지뿐만 아니라 우주 전체를 설명하는 물리 법칙과 상수들도 함께 존재할 수 있다고 말합니다. 이런 맥락에서 다중우주는 종종 평행우주라고 불리는데, 다중우주는 우리 우주와 '함께' 존재하기 때문입니다.
이 용어는 1895년 미국의 철학자이자 심리학자인 윌리엄 제임스에 의해 만들어졌습니다. 하지만, 다중우주의 과학적 근거는 블랙홀과 같은 우주론적 힘과 빅뱅 이론에서 발생하는 문제들의 연구로부터 생겨났습니다.
예를 들어, 블랙홀 안에는 모든 물리적 법칙이 멈추는 지점과 물리적 행동을 예측하는 것이 불가능해지는 지점이 있다는 특이점이 존재한다고 믿어집니다. 즉, 우리가 알고 있는 물리 법칙에 완전히 새로운 집합이 있을 수도 있고, 혹은 단지 약간 다른 버전이 있을 수도 있고, 다른 우주가 존재할 수도 있습니다. 우주 팽창과 같은 이론들은 이런 아이디어들을 지지합니다. 수많은 우주들이 빅뱅 이후 같은 원시 진공에서 생겨났고, 우리가 알고 있는 우주는 지금 우리가 관찰할 수 있는 것이라고 말합니다.
수학적 우주 가설과 4레벨 다중우주
맥스 테그마크의 수학적 우주 가설에 기반한 우주 분류법은 다중우주에 대한 다른 이론들을 요약합니다. 수학적 우주 가설은 쉽게 말하면 우주의 궁극적인 실체는 수학적 구조로 이루어져 있으며, 수학적 구조는 다양한 형태로 존재 가능하다고 말합니다. 즉, 우리 우주를 설명하는 데에 수학이 적절하다는 뜻입니다. 이 모델에서는 모든 주요 우주들을 4단계로 분류합니다.
4레벨 다중우주
레벨 1에서는 서로 다른 우주들이 허블 볼륨이라고 불리는 것 위에 배열되어 있는데, 모두 동일한 물리 법칙과 상수를 가지고 있습니다. 각각 물질의 분포 면에서 우리와 다를 가능성이 높지만, 결국에는 허블 망원경의 부피가 우리 것과 비슷하거나 심지어 동일한 형태를 갖게 될 것입니다.
레벨 2에서는 서로 다른 물리적 상수를 가진 우주가 존재하며, 다중우주는 전체적으로 팽창하고 있고 영원히 팽창할 것입니다. 하지만 우주의 일부 지역은 확장을 멈추고 빵 한 덩어리의 가스 주머니처럼 뚜렷한 거품을 형성합니다.
양자역학의 여러 세계 해석으로 알려진 레벨 3에서는 관측치를 절대적으로 예측할 수 없지만 가능한 관측치의 범위가 존재하며 각각은 다른 우주에 해당합니다. 레벨 4, 일명 테그마크가 고안한 궁극 집합은 수학적 구조에 의해 정의될 수 있는 모든 우주가 동등하게 실재한다고 생각합니다. 즉, 상수가 같거나 다른 우주가 존재할 수 있습니다.
