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자, 여러분, 오늘은 우주를 만드는 방법에 대해서 한번 이야기해볼까 해요. 아, 근데 있잖아요, 우리가 아무리 노력해도 정말 상상하기 힘든 게 있어요. 바로 그 양성자라는 건데, 얼마나 작고 작은 공간을 차지하는지… 진짜 너무 작아요.
양성자는 원자를 구성하는 엄청나게 작은 부분인데, 원자 자체도 어마어마하게 작잖아요? 그럼 양성자가 얼마나 작냐… 예를 들어서, 글자 “i” 위에 찍는 점 있잖아요? 그 점만한 잉크 방울 안에 양성자가 대략 5천억 개 정도 들어갈 수 있대요. 어휴, 진짜… 1만 5천 년 동안의 초 단위 시간을 다 합친 것보다 훨씬 많다는 거죠. 그러니까, 양성자는 적어도, 네, 엄청나게 작다는 거예요.
자, 이제 상상력을 조금 발휘해서, 만약 여러분이 (물론 불가능하겠지만) 양성자를 원래 크기의 10억 분의 1로 줄여서, 아주아주 작은 공간에 집어넣는다고 상상해보세요. 그래서 그게 엄청 커 보이는 거예요. 그리고, 거기에다가 대략 30그램 정도의 물질을 꽉 채워 넣는 거죠. 자, 좋아요! 이제 여러분은 우주를 만들 준비가 거의 끝난 거예요.
물론, 당연히 팽창하는 우주를 만들고 싶겠죠? 그런데, 만약 좀 더 고전적이고, 표준적인 빅뱅 우주를 만들고 싶다면, 다른 재료들이 더 필요해요. 사실, 지금 존재하는 모든 것들, 그러니까 우주가 만들어질 때부터 지금까지의 모든 입자들을 다 모아서, 크기라고는 말할 수도 없는 아주 작은 지점에 쑤셔 넣어야 하는 거죠. 이걸 소위 '특이점'이라고 불러요.
어떤 경우든, 진짜 엄청난 폭발을 경험할 준비를 하셔야 돼요. 당연히, 여러분은 안전한 곳으로 피신해서 그 광경을 보고 싶어하겠죠? 안타깝게도, 피신할 곳이 없어요. 왜냐하면 특이점 밖에는 아무것도 없거든요. 우주가 팽창하기 시작할 때, 그건 더 큰 공간을 채우면서 밖으로 뻗어나가는 게 아니에요. 유일한 공간은 우주가 팽창하면서 스스로 만들어내는 공간인 거죠.
특이점을, 칠흑처럼 어두운 무한한 허공에 매달린 임신한 점이라고 생각하는 건 자연스럽지만, 옳지는 않아요. 공간도 없고, 어둠도 없어요. 특이점 주위에는 아무것도 없어요. 거기가 차지할 공간도 없고, 존재할 장소도 없어요. 심지어 우리는 그게 얼마나 오랫동안 거기에 있었는지조차 물을 수 없어요. 그건 좋은 아이디어처럼 갑자기 생겨난 걸까요, 아니면 적절한 때를 조용히 기다리면서 계속 거기에 있었던 걸까요? 시간조차 존재하지 않아요. 과거에서 생겨났다는 말도 안 돼요.
그래서, 우리의 우주는 무에서 시작된 거죠. 뿅!
순식간에, 말로 표현할 수 없을 정도로 빠르고 광범위하게 빛나는 순간이 찾아왔고, 특이점은 상상할 수 없는 공간을 가진 우주가 되었어요. 활기 넘치는 이 첫 1초 동안 (많은 우주학자들이 평생을 바쳐서 점점 더 작은 부분으로 나누려고 하는 1초), 중력과 물리학을 지배하는 다른 힘들이 생겨났어요. 1분도 채 안 돼서, 우주의 지름은 1600조 킬로미터가 되었고, 계속해서 빠르게 팽창하고 있었죠. 이때 엄청난 열이 발생했는데, 온도가 100억 도에 달해서 핵반응을 일으키기에 충분했고, 그 결과 가벼운 원소들, 주로 수소와 헬륨, 그리고 소량의 리튬 (대략 1000만 개의 원자 중 리튬 원자가 1개 정도)이 만들어졌어요. 3분 후에는, 현재 존재하거나 앞으로 존재할 물질의 98%가 만들어졌죠. 우리는 우주를 갖게 된 거예요. 정말 멋진 곳이고, 심지어 예쁘기까지 하죠. 이 모든 일이 대략 샌드위치 하나 만드는 시간 동안에 일어난 거예요.
이 엄청난 순간이 언제 일어났는지는 여전히 약간 논쟁의 여지가 있어요. 우주가 100억 년 전에 만들어졌는지, 아니면 200억 년 전에 만들어졌는지, 아니면 100억 년에서 200억 년 사이에 만들어졌는지, 이 문제는 우주학자들이 오랫동안 논쟁해 왔어요. 사람들은 대략 137억 년이라는 숫자에 점점 더 동의하는 것 같아요. 하지만, 나중에 더 자세히 살펴보겠지만, 이런 건 계산하기가 정말 어려워요. 사실, 우리는 그 아주 먼 과거, 어떤 알 수 없는 순간에, 과학적으로 t=0이라고 부르는 순간이 왔다고 말할 수 있을 뿐이죠. 그리고 우리는 여정을 시작한 거예요.
물론, 우리가 모르는 것들도 많고, 우리가 지금 또는 과거에 오랫동안 알고 있다고 생각했지만 사실은 알지 못했던 것들도 많아요. 빅뱅 이론조차도 얼마 전에야 제시되었죠. 이 개념은 20세기 20년대부터 인기를 얻었는데, 조르주 르메트르라는 벨기에 사제이자 학자가 처음으로 이 가설을 제시했어요. 하지만, 이 이론은 20세기 60년대 중반에야 우주학계에서 활발하게 논의되기 시작했죠. 그때, 아르노 펜지어스와 로버트 윌슨이라는 두 젊은 전파 천문학자가 우연히 비범한 현상을 발견한 거예요.
1965년에, 그들은 미국 뉴저지 주 홈델에 있는 벨 연구소에서 대형 통신 안테나를 사용하려고 했는데, 끊임없는 배경 잡음, 즉 끊임없이 지속되는 증기 같은 쉿 소리에 시달려서 실험을 진행할 수가 없었어요. 그 잡음은 멈추지 않았고, 집중되지도 않았죠. 그건 하늘의 모든 방향에서, 밤낮으로, 일년 내내 들려왔어요. 1년 동안, 두 젊은 천문학자는 그 잡음을 추적하고 제거하기 위해 할 수 있는 모든 것을 다 해봤어요. 그들은 모든 전기 시스템을 테스트했어요. 그들은 장비를 재조립하고, 회로를 점검하고, 전선을 살펴보고, 콘센트에서 먼지를 털어냈어요. 그들은 포물선 안테나 안으로 기어들어가서, 테이프로 모든 이음새와 리벳을 덮었어요. 그들은 빗자루와 걸레를 들고 다시 포물선 안테나 안으로 기어들어가서, 나중에 논문에서 "흰색 유전체"라고 불렀던 것, 즉 더 일반적으로 말하면 새똥을 조심스럽게 청소했어요. 하지만 그들의 노력은 아무런 효과가 없었죠.
그들은 50킬로미터 떨어진 프린스턴 대학에서 로버트 디케가 이끄는 과학자 그룹이 그들이 제거하려고 애쓰는 것을 찾으려고 노력하고 있다는 사실을 몰랐어요. 프린스턴 대학의 연구원들은 20세기 40년대에 소련에서 태어난 천체 물리학자 조지 가모프가 제시한 가설을 연구하고 있었는데, 만약 여러분이 우주 깊은 곳을 본다면, 빅뱅에서 남은 일종의 우주 배경 복사를 발견할 것이라는 가설이었죠. 가모프는 그 복사가 광대한 우주를 통과한 후에 마이크로파 형태로 지구에 도달할 것이라고 추정했어요. 최근에 발표된 논문에서, 그는 심지어 홈델의 벨 안테나와 같은 장비를 사용하여 이 목표를 달성할 수 있다고 제안했어요. 안타깝게도, 펜지어스와 윌슨, 그리고 프린스턴 대학 그룹의 어떤 전문가도 가모프의 논문을 본 적이 없었죠.
펜지어스와 윌슨이 들었던 잡음은 바로 가모프가 가정한 것이었어요. 그들은 우주의 가장자리, 적어도 우주의 150억 광년 떨어진 보이는 부분을 발견한 거죠. 그들은 최초의 양성자, 즉 우주에서 가장 오래된 빛을 "보고" 있었고, 가모프가 예상했던 대로, 시간과 거리가 그것을 마이크로파로 바꿔놓은 것이었어요. 앨런 구스는 그의 책 "팽창하는 우주"에서 이 발견의 중요성을 가늠하는 데 도움이 되는 비유를 제시했어요. 만약 여러분이 우주 깊은 곳을 바라보는 것을 미국 뉴욕 엠파이어 스테이트 빌딩의 100층에서 아래를 내려다보는 것에 비유한다면 (100층은 현재를, 거리는 빅뱅의 순간을 나타낸다고 가정), 펜지어스와 윌슨이 그 현상을 발견했을 때, 이미 발견된 가장 먼 은하는 대략 60층에 있었고, 가장 먼 것, 즉 퀘이사는 대략 20층에 있었죠. 펜지어스와 윌슨의 발견은 우주의 보이는 부분에 대한 우리의 인식을 홀 바닥에서 1센티미터도 안 되는 곳까지 끌어올린 거예요.
펜지어스와 윌슨은 여전히 잡음의 원인을 찾지 못해서 프린스턴 대학의 디케에게 전화해서 그들이 겪고 있는 문제에 대해 설명하고, 그가 설명을 해줄 수 있는지 물어봤어요. 디케는 두 젊은이가 무엇을 발견했는지 즉시 깨달았죠. "어휴, 큰일 났네. 우리가 먼저 발견했어야 했는데." 그는 전화를 끊으면서 동료들에게 말했어요.
얼마 지나지 않아서, 천체 물리학 저널에 두 편의 기사가 실렸는데, 한 편은 펜지어스와 윌슨이 쓴 것으로 쉿 소리를 들었던 경험을 묘사했고, 다른 한 편은 디케 그룹이 쓴 것으로 그 소리의 본질을 설명했죠. 펜지어스와 윌슨은 우주 배경 복사를 찾고 있었던 것도 아니고, 발견했을 때 그게 무엇인지 알지도 못했고, 그 성질을 묘사하거나 설명하는 논문을 발표하지도 않았지만, 1978년에 노벨 물리학상을 받았어요. 프린스턴 대학의 연구원들은 동정만 받았죠. 데니스 오버바이가 "우주 고독심"이라는 기사에서 쓴 것처럼, 펜지어스와 윌슨은 자신들의 발견이 얼마나 중요한지 뉴욕 타임즈에 실린 기사를 보고 나서야 알게 되었다고 해요.
참고로, 우주 배경 복사에서 오는 간섭은 우리 모두가 경험해봤어요. TV를 신호가 잡히지 않는 채널로 돌리면, 여러분이 보는 톱니 모양의 정전기 중 대략 1%가 그 오래된 빅뱅 잔해 때문에 생기는 거예요. 다음번에 이미지가 안 잡힌다고 불평할 때, 여러분은 언제나 우주의 탄생을 보고 있다는 걸 기억하세요.
모두가 그걸 빅뱅이라고 부르지만, 많은 책에서 우리에게 그걸 평범한 의미의 폭발로 보지 말고, 범위와 규모가 엄청나게 큰 갑작스러운 폭발로 보라고 상기시켜 줘요. 그럼, 그 원인은 뭐였을까요?
어떤 사람들은 그 특이점이 예전에 파괴된 우주의 잔해일지도 모른다고 생각해요. 즉, 우리의 우주는 일련의 우주 중 하나일 뿐이라는 거죠. 이 우주들은 산소 발생기의 에어백처럼 계속해서 팽창하고 파괴되기를 반복하는 거예요. 어떤 사람들은 빅뱅을 소위 "가짜 진공" 또는 "스칼라 장" 또는 "진공 에너지" 탓으로 돌려요. 어쨌든 어떤 물질이나 무언가가 당시 존재하지 않았던 것에 일정량의 불안정성을 가져왔다는 거죠. 존재하지 않던 것에서 무언가가 존재하게 된다는 건 가능성이 없어 보이지만, 과거에는 아무것도 존재하지 않았고, 지금은 우주가 있다는 사실을 보면 분명히 가능한 것 같아요. 상황이 어쩌면 우리의 우주는 더 크고 작은 많은 우주들의 일부일 뿐이고, 빅뱅은 도처에서 끊임없이 일어나고 있는지도 몰라요. 그렇지 않으면 빅뱅 이전에는 시간과 공간이 우리가 상상할 수 없을 정도로 완전히 다른 형태를 가지고 있었을지도 몰라요. 즉, 우리가 이해할 수 없는 형태에서 우리가 거의 이해할 수 있는 형태로 우주가 전환되는 과도기적 단계를 빅뱅이 나타내는 걸지도 모른다는 거죠. 스탠포드 대학의 우주학자인 안드레이 린데 박사는 2001년에 뉴욕 타임즈 기자에게 "이건 종교 문제와 매우 흡사하다"고 말했어요.
빅뱅 이론은 폭발 자체에 대한 것이 아니라, 폭발 이후에 일어난 일에 대한 거예요. 주의하세요, 폭발 직후예요. 과학자들은 수많은 계산을 하고, 입자 가속기에서 일어나는 일들을 주의 깊게 관찰한 다음, 폭발이 일어난 후 10의 마이너스 43승 초 후의 상황을 되돌아볼 수 있다고 생각해요. 당시 우주는 여전히 작아서 현미경으로 봐야 했죠. 우리 앞에 나타나는 비범한 숫자들에 머리가 아플 필요는 없지만, 때로는 그 숫자가 얼마나 파악하기 어렵고 놀라운지 잊지 않기 위해 하나쯤은 이해해보는 것도 좋을 것 같아요. 그래서, 10의 마이너스 43승 초는 0.000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 1초, 즉 1천억 조 조 분의 1초예요. 우리가 알고 있거나 알고 있다고 생각하는 우주 초기에 대한 대부분의 사실은 1979년에 젊은 입자 물리학자가 처음으로 제시한 팽창 이론 덕분이에요. 그의 이름은 앨런 구스였는데, 당시 스탠포드 대학에서 일하고 있었고, 지금은 MIT에 재직 중이죠. 그는 당시 32살이었고, 스스로 이전에는 큰 업적을 세운 적이 없다고 인정했어요. 만약 그가 마침 빅뱅에 대한 강연을 듣지 않았다면, 아마도 그 위대한 이론을 영원히 제시하지 못했을 거예요. 그 강연을 한 사람은 다름 아닌 로버트 디케였어요. 그 강연은 구스가 우주론, 특히 우주의 형성에 관심을 갖도록 만들었죠.
결국, 그는 팽창 이론을 제시했어요. 그 이론은 폭발 후의 찰나의 순간에 우주가 갑자기 극적인 확장을 경험했다는 주장이죠. 우주는 팽창을 멈추지 않았어요. 실제로 스스로를 데리고 도망가는 것처럼, 10의 마이너스 34승 초마다 크기가 두 배로 늘어났죠. 전체 과정은 10의 마이너스 30승 초, 즉 백만 조 조 분의 1초도 채 지속되지 않았을지도 몰라요. 하지만, 우주는 손으로 잡을 수 있는 것에서 최소 10억 조 조 배 더 큰 것으로 변했죠. 팽창 이론은 우리 우주를 가능하게 만든 맥동과 회전을 설명해줘요. 만약 이런 맥동과 회전이 없었다면, 물질 덩어리도 없었을 거고, 따라서 별도 없었을 거고, 흩어진 가스와 영원한 어둠만 있었을 거예요.
구스의 이론에 따르면, 1천억 조 조 조 분의 1초 이내에 중력이 생겨났어요. 또 극히 짧은 순간이 지나고, 전자기력과 강력, 약력도 생겨났죠. 즉, 물리학의 재료들이 생긴 거예요. 그 후, 많은 기본 입자들이 아주 빠르게 나타났어요. 즉 재료의 재료들이 나타난 거죠. 무에서 갑자기 엄청난 양의 광자, 양성자, 전자, 중성자, 그리고 많은 다른 것들, 표준 빅뱅 이론에 따르면 각각 10의 79승에서 10의 89승 개가 생겨난 거예요.
그렇게 큰 수는 당연히 이해하기 어렵겠죠. 우리는 찰나의 순간에 거대한 우주를 갖게 되었다는 것만 알면 충분해요. 그 이론에 따르면, 이 우주는 너무나 커서 지름이 최소 1000억 광년이고, 어떤 크기에서 무한대까지 가능할 수 있는데, 별, 은하, 그리고 다른 복잡한 체계를 만들기 위해 완벽하게 준비된 상태인 거죠.
우리의 관점에서, 그 결과가 우리에게 너무나 완벽하다는 건 정말 믿기 어려워요. 우주의 형태가 조금만 달랐다면, 중력이 조금만 더 강하거나 약했다면, 팽창이 조금만 더 느리거나 빨랐다면, 여러분과 저를 만들고, 우리 발 밑의 땅을 만드는 안정적인 원소는 영원히 존재하지 않았을지도 몰라요. 중력이 조금만 더 강했다면, 우주 자체가 제대로 지탱되지 않은 텐트처럼 무너져 내렸을 거고, 필요한 크기, 밀도, 구성 요소를 자신에게 부여할 적절한 값은 없었을 거예요. 하지만, 중력이 조금이라도 약했다면, 아무것도 뭉쳐지지 않았을 거예요. 우주는 영원히 단조롭고, 흩어지고, 텅 비어 있었겠죠.
일부 전문가들이 왜 수많은 다른 빅뱅이 있었을지도 모른다고, 수조 번의 빅뱅이 무한하고 영원한 곳에 흩어져 있었을지도 모른다고 생각하는 이유 중 하나가 바로 이거예요. 우리가 이 특정한 우주에 존재하는 이유는 이 우주가 우리의 존재에 적합하기 때문이죠. 콜롬비아 대학의 에드워드 P. 트라이온이 말했듯이, "왜 생겨났는지에 대한 저의 소견은, 우리의 우주는 때때로 생겨나는 것들 중 하나일 뿐이라는 것입니다." 이에 대해 구스는 "우주를 만드는 것이 불가능해 보이지만, 트라이온은 실패 횟수를 아무도 세지 않았다고 강조합니다."라고 덧붙였죠.
영국 왕립 천문학자인 마틴 리스는 여러 우주가 있고, 아마도 무수히 많을 것이고, 각 우주는 다른 특성, 다른 조합을 가지고 있으며, 우리는 단지 그 조합 방식이 우리의 존재에 적합한 우주에 살고 있을 뿐이라고 생각해요. 그는 큰 옷 가게를 예로 들어서 비유하죠. "옷 종류가 많으면, 자신에게 맞는 옷을 고르기가 어렵지 않다. 만약 많은 우주가 있고, 각 우주가 다른 데이터 세트에 의해 제어된다면, 생명에 적합한 특정 데이터 세트를 가진 우주가 있을 것이다. 우리는 마침 그러한 우주에 살고 있다."
리스는 우리의 우주는 6개의 데이터에 의해 지배되는데, 어느 값이라도 아주 미세하게 변하면, 사물이 지금과 같을 수 없다고 생각해요. 예를 들어, 현재의 우주가 존재하려면, 수소가 정확하고 비교적 안정적인 방식으로, 더 구체적으로 말하면 질량의 7천분의 1을 에너지로 전환하는 방식으로 헬륨으로 전환되어야 해요. 만약 그 값이 조금이라도 낮았다면, 예를 들어 7천분의 7에서 6천분의 6으로 떨어졌다면, 전환은 일어날 수 없었을 거예요. 우주는 수소로만 이루어져 있었겠죠. 만약 그 값이 조금이라도 높았다면, 8천분의 8까지 높아졌다면, 결합은 끊임없이 일어났을 거고, 수소는 이미 다 소비되었을 거예요. 어느 경우든, 이 데이터가 조금이라도 변동되면, 우리가 알고 필요로 하는 우주는 존재하지 않았겠죠.
지금까지는 모든 것이 딱 맞는 것 같아요. 장기적으로 보면, 중력이 조금 더 강해질지도 몰라요. 언젠가는 우주의 팽창을 막고, 스스로를 찌그러뜨려서 결국 또 다른 특이점으로 붕괴될 수도 있겠죠. 그 과정은 다시 시작될 수도 있고요. 반면에, 중력이 너무 약해질 수도 있어요. 그렇다면 우주는 영원히 팽창해서 모든 것이 서로 멀어져서 더 이상 실질적인 상호 작용이 일어날 수 없을 거고, 우주는 매우 텅 비고 정체되고 생명이 없는 곳이 되겠죠. 세 번째 가능성은 중력이 딱 적당한 거예요. 즉, 우주론에서 말하는 "임계 밀도"인데, 우주를 적절한 범위 내에서 제어해서 사물이 영원히 계속되도록 하는 거죠. 우주학자들은 때때로 이걸 "골디락스 효과"라고 가볍게 부르는데, 모든 것이 딱 적당한 상태에 있다는 뜻이죠. (참고로, 이 세 가지 가능한 우주는 각각 폐쇄형 우주, 개방형 우주, 평탄형 우주라고 불려요.)
다들 조만간 이런 질문을 하게 될 거예요. 만약 여러분이 우주의 가장자리에 가서 장막 밖으로 머리를 내밀면 어떻게 될까요? 여러분의 머리는 어디에 있을까요? (만약 그게 더 이상 우주 안에 없다면) 여러분은 반대편에서 무엇을 보게 될까요? 대답은 실망스러울 거예요. 여러분은 영원히 우주의 가장자리에 도달할 수 없을 거예요. 거기에 가는 데 시간이 오래 걸리기 때문만은 아니에요. 물론, 시간이 오래 걸리는 건 맞지만요. 그게 아니라, 여러분이 직선을 따라 밖으로 나가서 밖으로 계속 걸어가더라도, 영원히 우주의 가장자리에 도달할 수 없어요. 오히려, 여러분은 출발했던 곳으로 돌아가게 될 거예요. (이쯤 되면, 여러분은 낙담해서 그 노력을 포기할 수도 있겠죠.) 그 이유는 아인슈타인의 상대성 이론에 따르면 (그건 나중에 이야기할 거예요), 우주는 휘어져 있기 때문이에요. 어떻게 휘어져 있는지는 우리도 상상하기 힘들고요. 지금은 우리가 팽창하는 큰 거품 안에 떠다니고 있는 게 아니라는 것만 알아두면 충분해요. 더 정확히 말하면, 공간이 휘어져 있어서 무한하면서도 유한한 거예요. 정확히 말하면, 공간이 계속 팽창하고 있다고 말할 수도 없어요. 왜냐하면 노벨상 수상자인 물리학자 스티븐 와인버그가 지적했듯이, "태양계와 은하는 팽창하고 있지 않고, 공간 자체도 팽창하고 있지 않다"는 거죠. 오히려 은하들이 빠른 속도로 서로 멀어지고 있는 거예요. 이건 직관에 대한 도전이죠. 생물학자인 J.B.S. 홀데인은 이런 명언을 남겼어요. "우주는 우리가 상상하는 것보다 더 기괴할 뿐만 아니라, 우리가 상상할 수 있는 것보다 더 기괴하다."
공간이 휘어져 있다는 걸 설명하기 위해, 사람들은 종종 비유를 사용하는데, 평면 우주에서 온, 구체를 본 적이 없는 사람이 지구에 왔다고 상상해보는 거예요. 그가 이 행성의 표면에서 아무리 멀리 걸어가도, 영원히 가장자리에 도달할 수 없을 거예요. 그는 결국 출발했던 곳으로 돌아갈 가능성이 높겠죠. 그는 당연히 어리둥절해서 이게 어떻게 된 일인지 설명할 수 없을 거예요. 쯧, 우리는 공간에서 그 사람과 똑같은 처지에 놓여 있는 거예요. 우리는 단지 더 어리둥절할 뿐이죠.
우주의 가장자리를 찾을 수 없는 것처럼, 우주의 중심에 서서 "우주는 여기서 시작됐다. 여기가 모든 것의 가장 중심이다."라고 말할 수도 없어요. 우리 모두가 모든 것의 가장 중심에 있는 거예요. 사실, 우리는 이걸 확신하지 못해요. 우리는 수학으로 이걸 증명할 수 없죠. 과학자들은 우리가 실제로 우주의 중심에 있다고 추정할 뿐이에요. 즉, 이게 무엇을 의미하는지 생각해보세요. 하지만, 이 현상은 모든 곳의 모든 관찰자에게 똑같겠죠. 하지만, 우리는 정말 확신하지 못해요.
우리가 아는 한, 우주는 형성된 이후로 빛이 수십억 년 동안 간 거리만큼 발전했을 뿐이에요. 이 보이는 우주, 즉 우리가 알고 이야기하고 있는 우주의 지름은 1500경 경 (즉, 1 500 000 000 000 000 000 000 000) 킬로미터예요. 하지만, 대부분의 이론에 따르면, 전체 우주, 때로는 초우주라고 불리는 것은 훨씬 더 넓을 거예요. 리스에 따르면, 이 더 크고 보이지 않는 우주의 가장자리까지의 광년 수는 "0을 10개로, 100개로도 표시할 수 없고, 수백만 개의 0"으로 표시해야 한대요. 간단히 말해서, 현재 존재하는 공간은 여러분이 상상하는 것보다 훨씬 더 크고, 여러분은 더 이상 공간 밖에 공간이 있는지 상상할 필요가 없다는 거죠.
오랫동안, 빅뱅 이론에는 큰 허점이 하나 있었는데, 많은 사람들이 이에 대해 혼란스러워했어요. 즉, 빅뱅 이론은 우리가 어떻게 이 세상에 오게 되었는지 전혀 설명해주지 못한다는 거죠. 존재하는 모든 물질의 98%가 빅뱅에 의해 만들어졌지만, 그 물질은 완전히 가벼운 가스로만 이루어져 있었어요. 즉, 우리가 위에서 언급했던 헬륨, 수소, 리튬이었죠. 우리의 존재에 필수적인 무거운 물질, 즉 탄소, 질소, 산소, 그리고 다른 모든 것은 우주가 만들어지는 과정에서 만들어진 가스가 아니었어요. 하지만, 난점은 바로 여기에 있어요. 만약 여러분이 이런 무거운 원소를 만들고 싶다면, 빅뱅에서 방출된 것과 같은 열과 에너지가 반드시 필요하다는 거예요. 하지만, 빅뱅은 단 한 번 일어났고, 그 빅뱅은 무거운 원소를 만들지 못했어요. 따라서, 그것들은 어디에서 온 걸까요? 흥미롭게도, 이 질문에 대한 답을 찾아낸 사람은 빅뱅 이론을 완전히 무시했던 우주학자였는데, 그는 빅뱅이라는 단어를 만들어내서 비꼬려고까지 했죠.
우리는 곧 그에 대해 이야기할 거예요. 하지만, 우리가 어떻게 여기에 오게 되었는지 논의하기 전에, "여기"가 정확히 무엇인지 몇 분 동안 생각해 보는 것도 가치가 있을 거예요.