며칠 전 유성우 때문에 많은 사람들이 잠시나마 우주에 관심을 기울였죠.

그것을 기회 삼아 오늘은 우주 이야기를 좀 해 볼까 합니다. 그 중에서 우주의 기원 '빅뱅(Big Bang)'(대폭발)에 대해서요.

1. 빅뱅이란 말의 어원은 빅뱅 이론에 반대되는 이론을 만들었던 프레드 호일과 관련이 있습니다. 호일은 한 점에서 모든 것이 출발되었다는 빅뱅 이론과 다른 정상우주론(원래 우주가 있었고 팽창하고 있으며 우주 공간에 있는 물질의 평균 밀도가 일정하다는 이론)을 주장하고 있었죠. 호일은 빅뱅 이론(당시에는 이론의 이름은 없었음)을 듣고 어이가 없어서 그럼 '빅뱅한다는 거야'(우리말로 '뻥 터진다는 거야'의 느낌)라고 말했죠. 그 말을 들은 빅뱅 이론을 지지하는 학자 중 한 명이 그 말이 맘에 들어서 그때부터 '빅뱅 이론'이라고 이름을 붙였죠.

1. '우주는 한 점에서 시작되었다. 그 점의 폭발과 팽창으로 우주가 발생했다.'가 빅뱅 이론의 핵심입니다.

여기서 핵심은 한 점 안에 시간, 공간, 물질의 개념이 다 담겨져 있다는 것. 따라서 빅뱅 이전에는 시간이라는 개념조차 없었다고 볼 수 있습니다.

한 점에서 모든 것이 생겨났다는 이 과학 이론은 그래서 한때 기독교에서도 환영했죠. 모든 것이 한 점에서 태어났다고 하니.

1. 빅뱅 이전에 대해서는 과학자들도 알지 못합니다. 몇몇 이론이 있긴 하지만 그것에 대해 자신 있게 말할 수 있는 과학자는 없죠. 왜냐하면 관찰로 근거를 찾을 수 없기에.

이 부분을 말할 수 없다는 점을 파고드는 기독교계의 창조 과학자들이 종종 있긴 합니다. 

1. 하지만 빅뱅 이후의 상황에 대해서는 많은 과학자들이 이제 자신 있게 말하고 있습니다. 이유는 태양 복사 에너지 관찰을 통해 근거를 어느 정도 제시할 수 있기 때문이죠. 말하자면 빅뱅 시작 후 태초의 빛이 지금 현재까지 관찰이 가능하고 그것의 관찰을 통해 빅뱅 이후의 상황을 유추할 수 있기 때문이죠. 근거가 확실히 있는 이상 빅뱅은 이제 이론이라기보다는 과학적 사실이라고 봐야 합니다. 실제로 그렇게 여겨지고 있고요.

1. 처음에는 대략 100~200억 년 전에 빅뱅이 시작되었을 것이라고 추정했습니다. 하지만 지금은 복사에너지 관측을 통해 138억 년 전(좀 더 정확하게는 137.72±0.59억 년 전)이라고 확실하게 말하고 있죠. 실제 교과서에도 예전보다 정확하게 빅뱅의 시점을 기술하고 있고요. 좀 나이가 드신 분들은 대략 150억 년 전에 빅뱅이 발생했다고 배운 기억이 있을지도 모릅니다. 

1. '우주는 지금도 팽창하고 있지만 빅뱅 직후보다는 그 속도가 느리다.'라는 것이 지금까지의 견해였습니다. 과학자들은 팽창 속도가 처음과 달라진 부분에 대해서 아기 비유를 들곤 합니다. 실제로 사람도 어렸을 때 성장 속도가 무척 빠른 것처럼 우주도 빅뱅 직후에는 그 팽창 속도가 빨랐지만 지금은 성인들처럼 상장 속도가 느리다는 것이죠. 하지만, 최근 들어 이 이론은 틀렸다는 것이 증명되었습니다. 지구에서 먼 별의 거리를 재 본 결과 '우주는 빅뱅 직후 점점 더 빠르게 팽창하고 있다'는 것입니다. 따라서 우주의 팽창 속도가 점점 빨라지기에 우주 팽창의 종말(엔트로피가 높아진 열 평형 상태-어떤 입자도 없는 상태, 열 사막, 열 죽음이라고도 한다)은 점점 더 빨라질 것으로 예상합니다. 우주의 수명은 한 백억 년 정도 남았다고 볼 수 있습니다. 빅뱅 이후 우주의 수명을 138억 년 정도로 보고 있기에 이미 우주는 장년층에 들었다고 할 수 있죠.

1. 앞에서 말했듯 별의 관측을 통해 물리학자들이 우주가 가속 팽창하고 있다는 점을 밝혀냈습니다. 이는 13여 년 동안 다른 물리학자들의 관측을 통해 입증되었고 이 공로로 가속 팽창 우주를 밝혀낸 물리학자들은 2011년 노벨물리학상을 받았습니다.

1. 그런데 이 노벨물리학상이 특이한 것은 우주가 가속하며 팽창하는 이유를 밝히지 못한 단순한 관측 물리학자들에게 상을 줬다는 것입니다. 단순히 관측으로 사실만 확인하고 이유를 밝히지 않았지만 노벨 물리학상을 받았다는 것. 그만큼 우주의 탄생과 성장에 관한 사실이 과학에서 매우 중요하다는 점을 보여주는 사례일 듯싶습니다.

1. 그럼 우주는 왜 점점 더 빠르게 팽창할까? 그 이유는 모르지만 팽창하게 만드는 물질은 있습니다. 그것을 암흑 물질, 암흑 에너지라고 합니다. 하지만 사실 뭔 물질인지, 뭔 에너지인지도 모르죠. 다만 '모르는 에너지'라고 할 수는 없으니 그럴 듯한 이름을 붙인 것뿐입니다. 만약 이 에너지에 대해 무언가를 밝혀 내는 사람이 있다면. '뉴턴-아인슈타인'을 잇는 대단한 물리학자가 될 수 있을 것입니다.

* 우주에 관해서 생각할 때마다 떠오르는 생각이 있습니다.

인간은 우주 앞에서 겸손하고 진실되게 살아야 한다.

그런 면에서 하찮은 인간 주제에 지 세상인 냥 오만방자한 자세로 거짓 증언을 떳떳하게 외치는 인간들을 TV에서 보는 것은 참으로 괴로운 일입니다.