우리는 우주에 대한 물리학에서는 많은 불가사의를 가지고 있습니다.

예를 들어 빅뱅이론에서, 지평선 문제, 편평도 문제, 원시입자의 문제가 있다고 합니다.(빅뱅우주론강의 lecture8. 이석영) 이중에서 편평도 문제가 특히 흥미 있었는데, 확률의 문제였습니다.
우주의 나이가 1/100만 초일 때, 우주 밀도가 그림에서 보는 것처럼, 1g/cm3 의 차이로 우주 운명이 달라진다는 것입니다. 더욱 놀라운 것은 1/100만 초일 때 우주의 무게가 447,225,917,218,401284,016g 이었다는 것입니다. 여기서 마지막 단위에서 1g이 많아지거나, 작아지는 것에 의해서 우주가 쪼그라들거나, 너무 팽창해서 지금의 우주가 될 수 없다는 것입니다.

지금의 우주가 되기 위해서는 위 그림에서 보는 것처럼,  100만분의 1초의 우주 나이일 때, 442,225,917,218,507,410,284,016 (약 442,225백만^백만)의  마지막  단위의 1 눈금인 1g의 미세한 차이가 1Cm³의 공간에서,   엄청난 차이로 나타나는 것에 대한 설명이 있어야 한다고 합니다.



(옆에 그림은 로저 펜노즈의 '황제의 새마음"의 p527입니다.  

이 그림에서 조물주가 들고 있는 송곳의 무게는 442,225,917,218,507,410,284,016 g입니다. 찍어야 할 점' 과녁은  1g짜리 연속된 과녁중의 하나입니다.  여기에 따라 조물주의 창조작업의 운명이 바뀝니다.
이 그림 속의 조물주는  창조작업이 꽝으로 돌아 가느냐?  엔트로피 무한대의 제멋대로 우주로 가느냐?  뜻대로 인간이 출현하는 아름다운 우주로 가느냐?  신중한 선택의 기로에 있습니다.
그런데 저 과녁판은 번개 맞은 사슴 근육처럼 요동치고, 조물주의 현재 시력은 심각한 노안일 수도 있습니다.  이 그림으로만 보면,  ^     ^

여기서 앞에서 인용한 ' 블랙홀 전쟁'에서 서스킨트가 말한 바와 같이,  로저 펜노즈는
엄청난 엔트로피가 극히 작아져야  한다는 것에 혼란스러움을 나타냅니다.

이것에 대한 설명이 가능하게 되기 위해서는 내가 한 바와 같이,  칸토르의 연속체 가설이 증명되어야 하는 것입니다.) 




여기서  우리 인류가 존재하기 위해서  우주가 우리 인류가 존재하기 위한 방향으로 엄청난 미세조정이 이루어졌다고 보는 '인류 원리'가 있고, 지금의 우주가 있기까지 많은 우주가 생겨나서 실패를 거듭한 후에 조건이 맞는 우주가 살아남았다는 사람도 있다고 합니다.
앞의 견해는 지적설계에 가깝고, 두 번째 견해는 진화론에 가까운 것으로 보입니다.

나는 여기에 대하여,  내가 지금까지 줄곧 생각한 방식대로 구조를 중심으로 생각합니다.
자동차 트랜스미션은 여러 형식이 있지만, 흔한 것은 많은 유성기어의 조합인데. 예를 들어 100여개의 유성기어를 조합하여, 목표에 매우 가까운 속도의 변환비율이 만들어 지면, 목표의 속도를 만드는 것은 많은 유성기어들 중에서  한 개의 유성기어의 이수齒數만 변경하는 것으로 가능할 수 있습니다. 그런데 근접하게 맞추어진 구조가 없는 상황에서, 앞의 거대한 수의 끝자리를 맞추라고 하면,
어렵습니다!!!! 한숨만 나올 겁니다.
리사 랜들도 '숨겨진 우주'에서  이런 경우를 '미친 짓'이라고 했습니다.


요컨데 구조를 알면,  위의 그래프의 미세한 문제가    옆에 보인 그림처럼 단순하게 해석될 수도 있다는 것입니다.

이 그림 속의 화살표 앞에 붙여질 커다란 스케일 중에서  한 눈금에 맞추기만 하면 됩니다.
쉽습니다!  우리 머릿속이 아주 편해 집니다. ^  ^

예를 들어,  벤츠씨한테, 자동차에 대한 개념이 전혀 없던 시대에 현재의 어떤 자동차보다 연비가 우수한 벤츠QW6600V0.7 (내가 방금 임의적으로 만든 모델 번호)라는 매우 이상적인 모델을 만들어 달라고 하면, 불가능하다고 할 것입니다.  많은 진화를 거듭한 현재의 엔진공학 수준에서, 이 모델을 만들어 달라고 한면, 벤츠사의 자존심을 걸고, O.K라고 할 가능성이 큽니다.
 하지만,  벤츠씨가 이 모델이 완성하기 직전에, 현대자동차가 더 훨씬 앞선 모델을 완성할 수도 있고, 벤츠 씨는 엄청난 위약금을 물 수도 있습니다..



요점은 숫자가 아니고, 구조라는 것입니다.
구조를 그리지 못하고,  칠판을 무한히 확장하며, 수식을 쓰는 이론들을 경계해야 합니다.
파인만과 파인만과 함께 노벨상을 받은 잊혀진 물리학자의 경우를 생각하면 쉽습니다.
구조를 모르고, 에너지 값으로 계산하는 것에서 불가사의가 생산됩니다.  요컨데, 불가사의는 구조를 모르는데서 오는 것이라고 할 수 있을 것입니다. 
현대물리학이 수많은 불가사의를 생산하는 것은 순수수학이 수많은 패러독스를 가지고 있는 것과 같은 구조라고 할 수 있을 것입니다.

다시 주제로 돌아가서 보면, 우주가 나이 1/100만 초 일 때, 어떤 고도의 정밀한 구조로 만들어져 있다는 것을 생각합니다. 그리고 447,225,917,218,401284,016g 이라는 超巨重이 1 Cm3의 밀도로 밀집되어 있는 것과 같은 상황이라는 것이다. 
여기에서 빅뱅이론이 좋은 모델이 아니고, 대안이 필요하다는 반성이 있는 것 같습니다.
그래서 현대 물리학이 만든 많은 불가사의는 우리의 불가사의가 아니고,  현대물리학이 끌어안고 자기들 끼리 해결해야 할 문제점일 가능성이 많다고 생각합니다,
그래서 현대물리학이 가지고 있는 수많은 불가사의는 현대물리학에게 맞기고, 우리는  일단 그딴 것들은 옆으로 밀쳐놓고, 하나의 문제만 얘기 하려고 합니다.

우주의 미래에 관한 문제입니다.
'無로부터의 우주'에도 소개된 우리의 암담한 미래입니다.
현쟁 우리의 우주는 가속팽창하고 있고, 5000년 후에는 가속 팽창으로 하늘의 대부분의 별이 시야에서 사라지고, 캄캄한 우주를 보아야 한다고 합니다.
이것은 우주공간을 엄청나게 '쪼그라지게' 하는 힘을 가진 DARK ENERGY가 우리 우주를 '무한 확장'시키기 때문이라고 합니다. 그리고 우리 우주의 확장속도가 빛의 속도보다 더 커지게 되어, 빛조차도 다른 우주에서 우리 우주에 도달할 수 없어서, 이웃우주를 볼 수도 없다고 합니다. 그래서 우주가 어떻게 시작되었는지, 우주의 구조가 어떻게 생겼는지 전혀 모르는 우주론 무지의 상태가 된다고 합니다.
어떤 낭만도 없는 우주적인 고아가 되는 겁니다,
 5000년 후의 우리 후손들은 암담한 상태인지도 모르는 상황이 되기 때문에, 지금의 과학자들이 많은 자금을 투입한 프로젝트를 많이 해서 우주의 모든 비밀을 다 밝혀서 우주에 파괴되지 않을 거대 피라미드를 만들어 후손들에게 물려주어야 한다는 주장이 곧 나올 것 같습니다.
우리 인류의 절반이 굶주리는 문제를 해결하는 것보다,   훨씬 더 중요할 수도 있다!!!!!!!!!!
왠지 우울해 집니다.
"어쩌면 우리가 윤회하는 존재라면, 우리 문제일 수도 있잖아?" 라고 생각할 수도 있습니다.
그러니까, 이들이 내미는 연구제안서에 도장을 찍어야 해!!!!
수십 조원이 들든, 수 백조원이 들어가더라도.

이 문제는 우리가
불가사의로 받아들이고,
해결을 보고 싶습니다.
당장 우리의 머릿속을 불편하게 하니까. 불가사의는 물리적으로 해결되고, 이해돌 수 잇다는 신념으로.
이 문제의 첫째 문제점의 실마리는 쪼그라들게 하는 에너지가 우주를 확장시킨다는 논리입니다. 어떻게 그것이 가능하냐는 질문에 적절한 대답은 못 들었습니다. 대단한 계산을 하는 물리학자가 그렇다고 한다는 것입니다. 그러니까 그냥 믿어야 할까요? 그렇지만, 우리의 머리가 불편하니까, 우리는 다른 해석도 가능한지 생각해 볼 필요도 있습니다.

첫째. 우주가 언제인지는 모르지만 약 138억년 이전부터 확장이 되어 왔다고 합니다. 이것은 믿을 만합니다.
둘째. 이 확장 속도가 가속된다고 합니다. 이것도 믿을 수 있는 근거가 있습니다.
셋째. 이 가속 팽창시키는 원인이 dark energy와 관계가 있다고 합니다. 일단 믿을 수밖에 없는 것 같습니다.
넷째. 이 다크 에너지는 공간을 쪼그라들게 하는 에너지라고 합니다!!! 이 쪼그라들게 하는 에너지가 우주를 확장시킨 답니다. 모르겠습니다.
여기서 막힙니다. 모순됩니다.
여기에는 해석이 있어야 할 텐데 어디서도 설명을 보지 못했습니다. 좋은 설명이 있으면, 부탁드립니다. 불안해 할 수 있는 많은 사람을 위해서 설명해 주십시오.
내가 정확한 해석을 할 수 있는 사람은 아니지만, 이것에 대하여 추정을 해봅니다.
우주라는 마찰이 없는 공간에서, 일군의 물질 덩어리들이 팽창 되어 가고 있습니다.
그런데 이 중에 어떤 정체를 알 수 없는 에너지와 물질이 있는데, 이들은 다른 물질과는 성질이 반대이고, 2배 이상 규모의 큰 에너지이고, 공간을 쪼그라들게 합니다. 그러면, 이 확장이 계속될 수 있습니까? 상식적으로는 안 됩니다. 그런데 물리학자들은 영원히 확장된다고 합니다.

내가 문제 삼고 싶은 것은 나는 엔트로피를 중심으로 생각될 때,
 "무한은 억제된다"는 원칙을 가지고 있습니다. 자연은 자원이라는 유한값을 가지고 있고, 유한한 자원에 의해서 무한은 억제 된다는 것입니다.
마찰 없는 공간에서 확장되는 것이니까, 영원히 확장될 수 밖에 없다는 논리이지만,
물질자체가 엔트로피로서, 스스로 구조를 변경할 수 있고, 변경되는 구조는 에너지로 나타나는 구조에서, 시간에 따라 변하는 구조의 변화를 무시한 것으로 보입니다.
에너지 중심물리학은 결과치로 나타난 것만 보지,  구조 자체는 전혀 모릅니다.  위대한 물리학자라도,  가끔 엔트로피 구조를 보는 분이 가끔 씩 있기는 하지만,  이경우  대개는 "철哲없는 애덜로부터 비웃음을 받습니다.
"철학하는 물리학자라고"

앞에 제시한 문제점과 함께 두 가지 문제점이 있습니다.
잡아당기는 힘에 의한 확장은 아래의 그림에서 보는 경우입니다.
 옆으로 휘면서 둥글게 돌아가는 경우입니다. 어느 방향으로 진행하다가 잡아당기는 힘이 있으면, 휘면서 팽창이 확장되는 것으로 보입니다. 우주에서 우주선의 속도를 증가시키는 방법으로 천체의 중력을 이용하여 비스듬히 빗겨가는 방법을 이용한다는 것을 본 적이 있습니다.

(아래 그림은 스피드스케이팅,  숏트랙경기의 코너를 돌아가는 것을 훈련하는 모습을 보는 것입니다.)

이처럼 쪼그라드는(당기는) 힘이 달리는 물체를 잡아당기면, 가속되며,  코너를 돌아가는 것을 볼 수 있을 것입니다.

그런데 이 힘이 계속 작용이 되면 어떻게 됩니까?
회전하게 됩니다.
 분수가 솟구쳐 오르다 중력에 의하여 당겨지면, 옆으로 퍼지면서 도로 떨어집니다.


우주가 가속 팽창하는 것은 이런 모습으로 될 것으로 보입니다.
가속 팽창하여 영원히 멀어지기보다 일시적으로 팽창하여 서로 멀어지는 모습을 보이지만, 다크 에너지의 힘에 의하여 코너를 돌듯이 회전하며, 우주에서 구대칭으로 구조로 3차원구대칭로 형성되는 것을 상상하는 것이 가능합니다. 




















 위 그림은수학동아에 실린 그림을 찍은 것입니다.점성을 가진 물질을 위로 뿜으면,  잡아당기는 중력의 영향으로 위와 같은 패턴으로 둥글게 말립니다.

이런 생각이 엄청 권위 있는 무ㄹ리학자의 무ㄹ리적 해석은 아니더라도,
일단은 우리 머리를 편하게 할 수 있는 것 같습니다.
이렇게 구대칭 패턴으로 간다고 생각하면, 우리 우주는 가운데의 검은 공간 Black pearl 을 중심으로 구대칭 상으로 아름다운 우주의 패턴이 됩니다. 우리는 아름다운 우주를 미래에도 계속 보게 되고, 우주의 역사를 말해주는 우주배경복사도 계속 볼 수 있을 것입니다.


이런 상상을 하면,  즐겁습니다.
검은 진주같은 우주호수,  저쪽의 먼 우주에서 오는  야호~~~ 하는 메아리에
우리도 야호~~~~하고 응답할 수 있게 될 것입니다.
우리는 낭만적이고,  아름다운 상상을  할 수 있습니다.
에너지 중심의 물리학자들이 그려서 우리 머리에 강제로 주입하는 암담한 우리 우주의 미래를 우리 머릿속에 받아 들이는 것 보다는 엔트로피중심으로 구대칭차원론이 그리는 아름다운 미래를 머릿속에 받아들여, 우리 자신의 상상으로 만드는 것이 더 좋을 것 같습니다.

그렇지만, 나는 구대칭 차원론을 바탕으로,
아래 사진처럼,  우주는 구대칭으로 엔트로피를 줄이는 방향으로 재배열 될 것으로 예상합니다.
아래 사진은 엔트로피 물리학으로 예상하는 미래 우리 우주의 모습입니다.
앞에 글에서 본 빛메아리가 보인 우주먼지의 모습을 본 적이 있습니다.
우주 먼지가 보인 과정처럼 둥근게 말리는 과정의 초기 모습이 지금 우주의 다크에너지에 의한 우주의 팽창이고,  우주의 미래는 완전히 말려서  아래 그림처럼 둥글게 될 것이라고 생각합니다.

에너지 중심의 물리학이 생각하는 미래보다는 엔트로피를 중심으로 생각하는 미래가
더 편하고,
더 아름답습니다.