별빛과 시간 2 (Starlight and Time) - Russell Humphreys

별빛과 시간 2 (Starlight and Time)  Russell Humphreys 확장은 시간 차이에 영향을 미친다. 주어진 양의 물질들, 곧 더욱 더 커지는 우주 안에 들어 있는 이 물질들은 중력에 의한 시간지연현상의 영향을 보다 덜 받게 된다. 만일 천체망원경으로 모든 물질들이 관측된다고 가정한다면 (흔히 말하기는 물질계의 끝부분이 200만 광년 이내에 있다고 한다), 우리의 시계는 물질계의 끝부분에 있는 시계보다 불과 몇 퍼센트 정도 느리게 갈 것이다. 이것은 시간의 문제를 풀기에 충분하지 않다. 그렇지만, 관측된 사실이 “녹즙기” 안에 잘 들어가서 “생성된” 이 새로운 우주론에 주목하게 되었다. 증거들에 대한 수년간의 연구 끝에 나는 이러한 관측결과가 알려주는 것은 일천 가지의 요소가 증거하듯이 우주가 분명하게 확장되고 있다는 것을 확신하게 되었다. 그러한 확장에 있어서 성경적으로도 증거가 발견되는데, 예를 들면 다음과 같은 구절이다: “그는 땅 위 궁창에 앉으시나니 땅의 거민들은 메뚜기 같으니라 그가 하늘을 차일같이 펴셨으며 거할 천막같이 베푸셨고” (이사야 40:22) 구약성경 속에 나타나는 그러한 구절들에 대한 나의 해석적인 ICC 문서 목록은 부록 B에 들어 있다. 그 구절들은 네 개의 다른 히브리 단어들로 되어 있고 문장 속에서 여러 가지로 다르게 나타난다. 1985년 이래로 이러한 표현들은 더 이상 내게 비유로만 보이지 않았다. 대신 그것들은 일반상대성이론(GR)과 다른 많은 우주론에서 공간의 확장에 꼭 들어맞는 적절한 표현이었다. 그러므로 성경적으로나 과학적으로나 우주가 과거에 매우 작았었다는 사실은 맞는 것 같고, 이러한 유한성을 가진 우주에서 어떤 비틀림 현상이 있었을 것이라고 볼 수 있다. 블랙홀과 Event Horizens 이러한 유한한 우주가 오늘날보다 50분의 일 크기였던 때를 상상해 보라. GR 방정식에 따르면 우주가 하나 혹은 두 개의 상태(다른 상태는 불가능하다)가 될 것이다. 한 가지는(다른 한 가지는 간단하게 언급할 것이다) 우주 전체가 거대한 블랙홀 안에 있는 것이다. 블랙홀들은 단지 이론적인 개념만이 아니다. 이들은 처음에 일반상대성 원리에 의해 예언되었는데, 이제 수많은 경험적 증거들을 가지고 있다. 게다가 대부분의 천문학자들은 별 세 개 크기의 블랙홀들이 있다는 관측된 증거들에 대해 확신을 가지고 있다. 그리고 강력한 또 하나의 증거를 가지고 있다고 확신한다. 거대한 양의 물질들이 그러한 블랙홀들에 빨려 들어감에 따라 막대한 양의 에너지가 사라져 버린다. 최근의 발견에 의하면, 커다란 블랙홀 하나가 M87 은하계의 중심부분에 있다는 것이다. 천문학자들은 그들이 관측한 것들에 대해 설명하는 데 있어서 블랙홀보다 더 나은 것을 알지 못한다. 블랙 홀은 매우 적거나 혹은 매우 클 수 있다 - 그것은 주어진 반경 안에 얼마나 많은 물질들이 압축되었느냐에 달려 있다. 블랙홀 속의 모든 물질의 중력의 합이 너무나 강하기 때문에 빛조차도 빠져나올 수 없고, 그 때문에 블랙홀이라 이름 지어졌다. 이것은 지금의 50분의 1 상태의 우주였을 때의 모든 물질들이 불과 수백만 광년의 반경을 가진 Event Horizens 이라고 불리우는 불가사의한 구안에 갇혀 있었다는 것을 의미한다. 빛이 블랙홀을 빠져나오려고 애쓰면서 그 자신이 굴절이 일어난다는 사실, 그리고 또한 시간도 중력에 의해 비틀린다는 것이 핵심이다. Event Horizens의 지름은 그 안에 있는 물질의 양에 따라 다르다. 이것은, 말하자면 Event Horizens이 한 별의 크기만한 블랙홀로서, 뚱뚱한 사람이 더욱 포식을 하면서 살이 더욱 찌는 것처럼, 그 자체 안에 물질을 자꾸만 삼켜서 중력이 증가하게 되는 것을 의미한다. 물질과 빛은 블랙홀 안에 존재할 수 있다; 그렇지만, GR 방정식은 그것들이 안으로 자꾸만 들어가야 하고 종국에는 그 중심의 “특이점”에 다다르게 되어 거의 무한의 밀도에 가까운 바늘 끝 부분에서 뭉개져야만 한다고 말한다. 그러나 앞에서 언급한대로, 관측된 증거들은 우주가 확장되고 있고 이런 극도의 내부지향적 현상을 보여주고 있지 않다는 것이다. 그러므로 우주는 지금 하나의 블랙홀 안에 있는 것일 수가 없다. 화이트 홀 지금보다 50분의 1 크기의 유한한 우주가 있다고 할 경우, GR 방정식에 의한 다른 가능성은 우주가 이전에 거대한 화이트 홀 속에 존재하고 있었다는 것이다. 이것은 블랙홀과는 반대로 진행된다. 1970년대의 천체물리학자들은 블랙홀들에 대한 이론적인 연구로부터 떠오른 이러한 개념에 이름을 붙였다. 이 이름은 별로 대중적으로 알려지지는 않았지만, 이 개념은 오늘날에도 여전히 타당성이 있는 것으로 평가된다. 블랙홀처럼 화이트홀도 역시 Event Horizens을 가지고 있다. 물질과 빛은 다른 특별한 문제없이 그 Event Horizens 안에 존재한다. 그 존재가 생긴 극히 초기부분을 제외하고는, 중심에 특이점을 필요로 하지는 않는다. 그렇지만 GR 방정식은 화이트홀의 Event Horizens 안의 빛과 물질은 밖으로 확장되어야 한다고 말한다. 화이트 홀의 Event Horizens은 그 자체를 통해서 오직 밖으로 확장되는 일만 가능한 것이다. 물질과 빛의 파동은 화이트홀의 바깥으로 움직여 나가며, 다시 안으로 돌아오지는 않는다. Event Horizens의 지름이 그 안에 존재하는 물질의 양에 비례하는 것처럼, Event Horizens은 그것과 화이트 홀의 바깥으로 빠져나가는 물질만큼 줄어든다. 비유하자면 뚱뚱한 사람이 아주 심한 다이어트를 하는 것, 곧 먹는 것 없이 빼기만 하는 것과 같다! 종국에는, 이 사람이 쇠약해지게 될 것이다. 같은 방식으로 Event Horizens은 더욱 더 작아지게 될 것이고, 결국 아무것도 남지 않게 될 것이다. 더 이상 화이트 홀은 존재하지 않게 되겠지만, 흩어져 나간 물질들은 최초의 중심점으로부터 점점 멀어져가고 있을 것이다. 몇 가지 과학적 결론들 내가 블랙홀과 화이트홀에 대한 이런 이상해 보이는 생각들을 발명해낸 것은 아니라는 사실을 기억해주면 좋겠다. 오히려 이것들은 우리가 오늘날 중력이라는 개념을 통해 알게 된 가장 놀라운 지식의 결과들이다. GR 방정식은 오늘날 화이트 홀의 존재에 대해 가능하다고 말하고 있지만, 반드시 있어야 한다고 하지는 않는다. 그러므로 이러한 연구(부록C)를 통해서 우주가 한계가 있다는 가정을 시작해 보는 (그리고 우주가 확장되고 있다고 관측된 압도적인 증거들을 받아들이는 것) 것으로 다음과 같은 연역적 결론들을 얻게 된다. 1. 가시적 우주가 Event Horizens 안에 전에 존재했었다. 이것은 우주가 블랙홀이든 화이트홀이든 어느 하나 안에 있었다는 것을 의미한다. 만일 블랙홀 안이었다면 우주는 수축했을 것이고, 작금의 증거들과 배치된다. 그러므로: 2. 가시적 우주가 하나의 화이트 홀 안에 전에 존재했었다. 그렇지만, 이것도 확장이 시작되기 전에는 블랙홀처럼 시작되었다. 만일 우주가 지금 존재하는 형태보다 크거나 보다 밀도가 있지 않았다면, Event Horizens은 존재할 수 없다. 이것은 Event Horizens이 과거 어느 때에 지름 0으로 수축되어 있었고, 공간의 확장이 적어도 화이트홀이 생겨날 때까지는 계속되었다는 것을 의미한다. 그래서 이러한 모든 물리학적인 그리고 천문학적인 자료들로부터 우리는 다음과 같은 솔직한 결론을 그려볼 수밖에 없음을 알게 된다: 만일 우주가 한계가 있다면, 과거 어느 한 때에 우주는 반드시 화이트홀로 확장되었어야만 한다. 한계가 없는 우주는(빅뱅우주론처럼) 과거 어느 때에도 블랙홀이나 혹은 화이트홀에 있은 적이 없기 마련인데, 이는 중력의 중심이 되는 3차원 공간에서의 중심이 없었을 것이기 때문이다. 그러므로 무한한 우주냐 유한한 우주냐 하는 것은 심각하게 다른 차이를 가진다. 우주론에 대한 두 가지 형태 모두가 그 가정의 시작으로부터 엄밀한 의미에서 똑같은 연역적 접근을 시도했다. 그림4와 그림5를 비교해 보라.                               그러므로 중요한 과학적 질문은 이런 것이다. ‘어떤 가정을 집어넣는 것이 오늘날 우리가 살고 있는 우주에 대해 보다 잘 설명해줄 수 있는가?’ 이다. 이 다음 부분은 어떻게 해서 화이트홀 우주론이 빅뱅과 같은 자료를 가지고 설명될 수 있는가를 보여 준다. 그것도 젊은 지구에 대한 개념을 그대로 유지한 채 말이다. 그러나 무엇보다도 화이트홀 우주론은 빅뱅이 설명할 수 없는 몇 가지 자료들에 대해 보다 좋은 해석체계를 가지고 있는 것으로 보인다. 그림5   Event Horizens와 시간 Event Horizens 근처 시간에 이상한 일들이 발생했다. 시간에 대한 개략의 역사(A Brief History of Time)라는 유명한 책에서 스티븐 호킹은 우주선을 타고 블랙홀의 Event Horizens 쪽으로 빠져 들어간 한 사람에 대해서 이야기하고 있다. 대략 이런 식이다: 이 우주비행사는 그의 시계로 정오에 Event Horizens에 도달하기로 계획되어 있었다. 그가 그 안으로 빠져 들어갈수록, 별이 반짝이는 배경은 어둡게 사라져 버리고, 멀리서 그를 바라보던 천문학자는 그의 시계가 점점 더 느리게 움직이고 있는 것을 보게 된다. 천문학자의 벽걸이 시계는 우주비행사의 시계가 11:57분에서 11:58분으로 가는 동안에 1시간을 가고 있고, 11:59분이 되었을 때에는 하루가 지나 버렸다. 그리고 천문학자는 우주비행사의 시계가 12:00가 되는 것을 볼 수 없었다. 대신 그는 우주비행사의 정지한 것 같은 모습과 점점 더 붉고 침침해지는 시계를 보게 되며, 마침내는 완전히 사라져 보이지 않게 되는 것을 알게 된다. 호킹은 우주비행사가 볼 수 있는 것이 무엇인지 묘사하지 않았다. 그래서 나는 여기에 그의 이야기를 추가해 본다: 우주비행사가 Event Horizens에 도달해 가면서 쌍안경을 가지고 돌아보니, 천문학자의 벽걸이 시계가 점점 더 빨라지는 것을 보게 된다. 그는 천문학자가 그의 연구실을 비디오를 빨리 감는 것처럼 너무나 빨리 다니는 것을 보게 된다. 그는 행성과 별들이 궤도를 따라 너무나 빨리 도는 것을 보게 된다. 우주 전체가 그로부터 너무나 빨리 멀어지며, 정신없이 빠르게 움직인다. 그리고 우주비행사는 자신의 시계가 여전히 보통속도로 움직이고 있는 것을 본다. 그의 시계가 12:00를 가리켰을 때, 우주비행사는 천문학자의 벽걸이 시계가 너무나 빨리 움직여서 선풍기같이 되었음을 보게 된다. 그가 점차 Event Horizens에 도달하면서 별 특별한 느낌은 없지만, 이제 그 horizen 안에 밝은 빛이 있음을 보게 된다. 그의 시계는 12:01을 가리키고 있고, 계속 움직이고 있다. 여기서 중요한 요점은 GR 에 따르면, 시간은 여전히 그 Event Horizens 안에서도 실제와 똑같이 움직이고 있다는 것이다. 시계와 모든 물리적 과정들이 멈추고, 바로 근처에 있었을 때는 매우 느리게 움직이고 있는데도 말이다(우주비행사로부터 떨어져 있는 시계가 상대적으로). 우리가 이미 살펴본 대로 과학적 증거들은 우주가 (대충 그 중심부분에 지구가 있다고 할 때) 이제는 더 이상 존재하지는 않는 화이트 홀의 바깥으로 확장되고 있음에 틀림없다는 것을 보여준다. 이것은 Event Horizens이 0으로 수축했었다는 것을 의미한다. (GR은 그러한 수축이 전환하는 데에 시간의 한계를 두지 않는다). 만일 우리가 Event Horizens이 일어난 지점인 지구에 있다고 하면, 우주의 먼 곳에 존재하는 것들은 우리 시간으로 하루 만에 수백만 년으로 관측되는 것은 하등 문제가 없다. 그리고 그곳으로부터 오는 별빛이 우리에게 도달하는 데 광대한 시간이 걸리는 것으로 보일 것이다. 성경적 시간 기준은 무엇인가? 한계가 있는 우주에 있어서 각각 다른 장소에서의 시계는 다른 비율로 진행될 것이다. 그래서 성경 창세기 1장 혹은 출애굽기 20:11에서 언급된 시간으로 시계를 맞추어 두면, 하나님이 6일 만에 천지를 창조하셨다는 것이 맞지 않는가? 부록 B에서, 내가 성경적 증거들을 보인대로(창세기 1:5, 1:14-15), 하나님의 개념은 지구의 자전과 태양주위를 도는 공전을 기준으로 시간이 정의되었으므로, 우리들이 시간에 관해 말할 때는 이 기준을 통해 해야 한다. 이렇게 하는 것이 각각 다른 문화권과 다른 과학적 지식의 정도를 가진 이들 모두에게 이해될만한 매우 합리적인 방안이 될 것이다. 그러므로 성경이 우리에게 말해주는 것은 하나님이 E.S.T(지구기준시간)에 따라 우주를 6일 만에 창조하셨다는 것이다.   *참조 : 1. 시간의 창조 : 상, 중, 하    http://www.kmib.co.kr/html/kmview/2005/0304/091972341623111111.html    http://www.kmib.co.kr/html/kmview/2005/0311/091973106623111111.html    http://www.kmib.co.kr/html/kmview/2005/0318/091973856923111111.html 2. 수십억 광년 떨어진 별빛을 보기 때문에, 우주의 나이는 수십억 년 된 것이 아닌가?    http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=514 3. 씨앗 우주 창조론-창조와 시간의 해답을 찾아서    http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=2464 4. 플라스마 상태에서 수십 억 배로 가속되는 방사능 붕괴 발견    http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=2310 5. 빛의 여행 시간 : 빅뱅의 걸림돌    http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=2274 6. Billion-fold acceleration of radioactivity demonstrated in laboratory    http://www.answersingenesis.org/tj/v15/i2/acceleration.asp     번역자 : 서종학