빅뱅이전을 말한다

빅뱅우주론을 대체할 만한 새로운 우주론이 등장했다. 프린스턴대의 폴 스타인하르트 교수팀이 제안한 새로운 우주론은‘빅스플랫(Big Splat)’으로 M이론이라 불리는 끈이론에서 파생된 것이다. 이 우주론은 지난주 미국 우주망원경과학연구소에서 발표됐다.

M이론에서는 시공간의 기본구성물이 흔들리는 미세한 끈이고, 전체우주는 11차원으로 구성된다. 이중 6차원은 미세한 필라멘트로 말려있어 거의 보이지 때문에 무시할 수 있다. 나머지 5차원 공간에 완벽하게 평평한 4차원 막(membrane) 두 개가 존재한다. 4차원 막 중 하나는 우리우주이고, 또 다른 하나는 ‘숨겨진’ 동반우주다.

새로운 우주론에 따르면, 보이지 않는 동반우주에서 무작위로 발생한 미세 양자요동이 천천히 우리우주로 흘러든다. 요동은 이동하면서 평평하게 펴진다(물론 요동의 주름이 다 펴지는 것은 아니다). 이후 요동은 점차 가속되다가 우리우주에 부딪친다. 충돌에너지의 일부는 우리우주에서 빅뱅을 일으키면서 물질과 에너지로 바뀐다.

새로운 우주론에 대해 프린스턴대의 데이비드 스페르겔 교수는 “M이론과 우주론을 흥미롭게 결합시킨 최초의 이론”이며, “이 우주론은 빅뱅 이전을 설명한다”고 덧붙였다.

빅스플랫은 기존 빅뱅우주론에서 중요한 요소인 인플레이션 없이 우주 거대규모에서 평평한 곡률과 물질 분포의 등방성을 설명했다.

인플레이션 이론은 순수 빅뱅우주론의 문제점을 해결하기 위해 1980년대 초에 도입됐다. 빅뱅만으로는 거대규모에서 우주의 곡률이 평평한 이유와 모든 방향으로 물질 분포가 등방성을 갖는 이유를 설명할 수 없었다. 그래서 우주 초기에 10-32초도 안되는 동안 엄청나게 격렬하고 빠른 팽창이 있었다는 인플레이션을 통해 문제점을 해결했다.

지금 당장은 인플레이션과 빅스플랫 중 어느 이론이 옳은지 말할 수 없다. 하지만 두 이론에서 나오는 중력파가 다른 종류이기 때문에 앞으로 관측기술이 더욱 발달하면 두 이론의 생존 여부가 판별될 것이다.

 

출처: 2001.04.12 더사이언스