우주는 광대하며, 현대인의 과학 기술로도 관측 가능한 우주는 우주 전체에서 극히 일부에 지나지 않는다. 우주의 전체 상을 모른다는 것은, "우주가 무한인가 유한인가 모르겠다"라는 것도 있기 때문에, 과학자들 사이에서는 다양한 견해가 엇갈리고 있다.
그래서, 학술계 뉴스 사이트 The Conversation이, 호주의 연구 기관에서 천문학과 물리학을 연구하는 전문가 5명에게 "우주는 무한한가?"라는 질문을 했고, 그에 대한 답변을 정리했다고.
■ 답변 1 : 알 수 없다
호주 국립 대학의 천문학자 인 안나 무어 교수의 답변은, "무른다"라는 것. 적어도 관측 가능한 우주는 지금으로부터 약 138억 년 전 빅뱅으로 시작된 것으로 알려져 있으며, 이것은 적어도 우주의 나이는 유한하다는 것을 의미한다. 하지만, 빅뱅에 의해 태어난 우주는, 그 이후로 모든 방향으로 점점 커지고 있으며, 그 속도도 가혹화되고있다. 따라서 지금까지 얻어진 관측 기록으로는, 우주가 무한한지 유한한지를 단정 지을 수는 없다는 것.
다만, 힌트가 아예 없는 것은 아니다. 우주의 시작 인 빅뱅의 흔적은 우주 마이크로파 배경(CMB)으로 미약하지만 관측되고 있으며, CMB에 대한 이해는 우주가 무한한자 유한한가의 여부를 알 수있기 때문에 중요하다라고 무어 교수는 말한다.
■ 답변 2. "무한"
스인반 공과대학의 천체 물리학자 인 사라 웹 씨는, 우주가 무한하다고 확신하는 입장이다. 지금까지의 관측을 통해, 우주의 나이는 약 138억년 인 반면 관측 가능한 우주의 크기는 460억 광년이라는 것으로 알려져있다. 웹 씨에 따르면, 이 차이는 영구 인플레이션으로 설명이된다라는 것.
영구 인플레이션이라는 것은, "우주를 기하 급수적으로 팽창시키는 인플레는 우주의 대부분에서 영원히 계속되고있고, 인류가보고있는 우주는 우연히 인플레가 침착 한 부분에 불과하다"라는 학설이다. 또한 이 이론은 "인류가있는 우주이외에도 다수의 우주가 생겨나고있다"라고하는 다중 우주론이 긍적적으로 되어지고있다.
우주가 영원히 펼쳐져나가고 있다는 생각에 대해서, 웹 씨는 "인플레는 우주의 어딘가에서 항상 깨어있고, 우주 또한 무수히 존재한다는 설이 있습니다. SF를 좋아하는 나로서는 이것이 진실이고, 당신이 원하지 않는다고해도 그렇지는 않습니다"라고 말한다.
■ 답변 3. "무한"
멜버른 대학에서 천문학을 연구하는 명예 펠로우 타냐 힐 씨도 웹 씨와 같은 입장으로 "우주는 무수히 존재하고, 그 확산도 무한하다"라는 생각을 지지하고 있다.
힐 씨는 우주의 본연의 자세에 대해 "우리가 살고있는 것은 무한한 종이처럼 평평한 우주 공간입니다. 우주가 평평하게 된 것은 우주가 탄생했을 때 발생한 급 팽창, 이른바 인플레이션에 의한 것으로 생각되고 있지만, 인플레는 우리의 우주가 탄생했을 때뿐만 아니라, 다른 우주에서 끊임없이 일어나고있을 가능성도 있습니다. 그렇게되면 우주 전체, 즉 다중 우주가 얼마나 크게될지도 상상이 되지 않지만, 다른 말로 하면 "유한 우주보다 무한한 우주쪽 상상하기 쉽다"라는 것이 될지도 모릅니다"라고 코멘트.
■ 답변 4. "유한"
호주 카톨릭 대학의 천문학자인 샘 바론 교수는, "우주가 무한하다는 생각은 매력적이지만, 나는 그렇게 생각하지 않습니다"라고 말한다. 그런 바론 교수도, 우주 어딘가에서 중단되어 있다고 생각하지는 않는다는 것. 대신 바론 교수는 "우주는 도넛 같은 토러스 모양을하고 있는것이 아닌가"라고 생각하고있다. 즉, 우주선으로 어떠한 곳을 진행하든 가장자리에 부딪치는 것은 아니지만, 공간적으로 유한하다는 것이다.
바론 교수는, "만약 우주가 도넛 모양이라면, 어떤 별에서 발산되어 다른 방향으로 빛이 우주의 모양에 맞게 곡선으로 휘어지고, 어떤 장소에서 교차할 것입니다. 그 교차로에 서면, 다른 방향으로 같은 별이 떠있는 것을 볼 수 있을 겁니다. 그것을 확인하기 위해 천문학자들은 이미 빅뱅의 흔적 속에서 같은 패턴을 찾아내는 연구를 시작하고 있습니다. 우주가 유한 하다는 것을 나타내는 결정적 인 증거는 아직 발견되지 않았지만, 뭔가 새로운 발견이 있을지도 모릅니다"라고 이야기하고있다.
■ 답변 5. "유한"
멜버른 대학에서 과학사를 연구하고있는 Kevin Orrman-Rossiter 씨는, "우주는 언젠가 끝을 맞이할 것"이라고 생각하고있다. 즉, 시간적으로 유한이라면 우주의 크기도 유한하다는 입장이다.
Kevin Orrman-Rossiter 씨는 "우주는 약 138억 년 전에 시작했고, 팽창을 계속하고 있습니다. 이 팽창이 지속될 것인지, 또는 수축으로 변할 것인가라는 의문은, 우주론의 중요한 과제입니다. 이것을 해명하려면 암흑 물질과 암흑 에너지의 본질을 이해하지 않으면 안될 것입니다"라고 말하고, 앞으로의 발견을 기대하고있다.
5명의 전문가의 답변은 "불명", "무한 2명", "유한 2명"으로, 우주가 무한하게 퍼져있는지에 대해서는 전문가들 사이에서도 의견이 둘로 나뉜다는 결과가 나왔다는 것이다.
