미세조정 우주를 어떻게 이해할 수 있을까?

미세조정 우주를 이해하는 핵심은 확률에 있습니다

러시안 룰렛이라는 게임이 있습니다. 보통 6개의 총알을 넣을수 있는 회전식 권총에 총알을 하나만 넣고 탄창을 돌려서 게임 참가자들이 자기의 머리에 겨눠 방아쇠를 당기는 게임 입니다.  총알이 하나 장전 되었다면 게임을 하는 참가자는 6분의 1의 확률로 총에 맞아 죽거나, 아니면 살아 남는 것이겠지요. 그런데 만약 탄창에 총알을 하나가 아닌 5개를 넣고 러시안 룰렛을 한다면, 어떻게 될까요? 당연히 게임 참가자가 죽을 확률이 더 높아질 것 입니다.

이번엔 조금 더 생존 확률을 낮춰 보겠습니다. 지구 전체에 있는 모래 알갱이가 몇개나 될까요? 대략 10²⁰개 정도 될 것으로 추정합니다. 그렇다면 누군가가 이 모래 알갱이 중 딱 하나에 작게 자기 이름을 써놨습니다. 이 사람이 표시를 한 모래 알갱이 하나를 찾을 확률은 10²⁰분의 1일 것 입니다. 만약 이 사람이 여러분의 소중한 친구를 납치하고는 이 모래 알갱이를 찾지 못하면 죽이겠다고 했습니다. 여러분은 이 모래 알갱이를 찾을 수 있을까요? 만약 여러분이 상식적으로 이 모래 알갱이를 찾지 못할거라고 인정하신다면 미세조정 우주를 이해하실 수 있으실 것 입니다.

미세조정이 10²⁰분의 1 수준이라는 표현을 비유로 설명하면 10²⁰ 개의 모래 알갱이가 정확하게 있어야만 생존이 가능한 행성에서 모래 알갱이가 하나만 더 있거나 하나만 덜 있어도 생명의 발생과 생존이 불가능 하게 되는 고도의 정밀함을 의미합니다.

지수란 무엇인가?

또 미세조정 우주를 이해하기 위해 서는 지수 역시 이해하셔야 합니다.

수학은 고등 지식에 굉장히 중요한 역할을 합니다. 숫자가 간단한것 같지만, 많은 분들에게 개념적으로 받아들여 지지 않을 수 있는 부분이 있어서 기초적인 숫자에 대한 부분을 설명하도록 하겠습니다.

1이란 숫자, 10이란 숫자, 그리고 100이란 숫자가 있습니다. 이 숫자들을 지수로 표현 하면 10⁰, 10¹, 10² 입니다. 즉 10¹과 10²는 2배가 아니라 10배가 차이가 나는 것이죠. 그렇다면 10¹⁰은 어떤 숫자일까요? 1에 0이 10개가 있는 10,000,000,000 는 10¹의 10배가 아니라 10억배 입니다. 10¹⁰⁰은 훨씬 더 커다란 숫자가 되겠지요.

이를 다시 비교하면, 10²⁰은 10⁴⁰의 1/2이 아니라 10^(40-20) 즉 10²⁰분의 1 입니다.

생명의 발생을 위해 필요한 조건들의 발견

1950년 이후 과학자들은 우주에 생명체의 발생 및 생존이 가능하려면 여러 개의 물리 상수가 아주 미세한 특정한 범위 내에 있어야 한다는 과학적 발견을 하게 됩니다. 그리고 사람들을 이를 우주의 미세조정 이라고 합니다. 많은 분들이 우주의 미세조정을 지구의 미세조정과 헷갈리시는 것을 볼 수 있습니다. 이는 지구에 물이 있느냐 없느냐의 문제나 태양이 얼만큼 안정적이냐에 대한 문제가 아닙니다. 이는 우주의 어떤 곳에서라도 생명체 특히 콩 이상의 크기의 생명체가 발생하고 생존할 수 있느냐 아니냐의 문제입니다.

그렇다면 얼만큼 미세하기에 이를 미세조정 이라고 부를까요?

처음에는 지금과 같이 심각한 수준의 미세 조정을 발견했던 것이 아닙니다. 단지 생명체의 발생을 위해서는 별이 필요하니까 우주가 너무 젊어도, 너무 오래되도 안된다는 단순한 개념이었습니다. 하지만 과학의 발전을 통해 물리, 화학, 생물의 이해가 넓어지자 아주 작은 물리 법칙이나 상수의 변화만 있어도 생명체가 발생하거나 생존할 수 없었음을 깨닫게 됩니다.

미세 조정된 물리 상수의 예

예를 들어 보겠습니다. 전자 기력과 중력 사이의 비율은 10³⁶ 정도 됩니다. 만약 이 숫자가 아주 조금이라도 바뀌면 금방 사라지는 아주 작은 우주가 되거나 중원소가 생겨나지 못했을 것 입니다. 당연히 생명체는 발생할 수 없었겠죠. [^1]  [^2]

그렇다면 만약 우주에 물질이 아주 아주 많았다면 어떻게 되었을까요? 태양의 중력이 있어 태양계에 행성들이 돌고 있죠? 밀도가 큰 물질이 있으면 커다란 중력이 생깁니다. 만약 암흑 에너지와 초기 팽창 속도에 비례해서 물질이 너무 많았다면 우주가 팽창하지 못하고 중력에 의해 잡아 끌려서 붕괴해 버렸을 것 입니다. 또 물질이 너무 적었다면 중력이 너무 약해서 별이 형성될 수  없었을 것 입니다. 그렇다면 제가 얘기한 너무 많거나 너무 적은 범위가 얼마나 클까요? 약 10⁶⁰ 분의 1 정도 입니다. 즉 지금보다 물질이 10⁶⁰ 분의 1 많았거나 적었다면 우주의 어디에서도 생명체는 존재할 수 없었을 것 입니다. [^3]

또 다른 예를 드리겠습니다. 강한 핵력이 없었다면 원자핵의 양성자와 중성자를 붙잡을 수 없게 되고, 원자가 생길수 없으니 화학도 발생할 수 없습니다. 강한 핵력의 상수가 지금 보다 10³¹ 분의 1 만큼 높았다면 수소가 만들어 질 수 없었을 것이고 더 약했다면 수소 외에 다른 원소들이 만들어 질 수 없었을 것 입니다. 생명체에는 수소, 탄소, 산소, 질소, 인 등이 반드시 필요합니다. 수소만 존재하거나 수소가 존재하지 않으면 생명은 발생하지 않았을 것 입니다. [^2]  [^4]

미세조정은 이 상수나 법칙들 중 하나만 맞으면 되는 것이 아닙니다. 이중 하나라도 정해진 미세한 범위에서 벗어나면 생명의 발생이 불가능하다는 논거입니다.

저명한 과학자들은 미세조정 우주를  어떻게 얘기하는가?

우주의 미세 조정 즉 특정한 상수들이나 물리 법칙이 미세하게 바뀌었을때 생명체가 발생할 수 없다는 사실을 부인하는 과학자들은 사실상 없습니다. 남아프리카의 저명한 천체 물리학자 George Ellis는 “물리 법칙 안에 놀라운 미세 조정이 이것(복잡성)을 가능케 했다. 발생한 사건의 복잡성을 깨닫고도 기적이란 단어를 사용하지 않는 것은 어려운 일이다.”  [^5]

반종교론자이자 노벨상 수상자인 Steven Weinberg도 “우주의 물리 법칙과 초기 조건이 우주를 관찰할 존재를 허용하는 것이 얼마나 놀라운 일인가? 우리가 알고 있는 여러개의 물리 상수 중 하나라도 그 값이 달랐다면 생명은 발생할 수 없었을 것이다.” [^6]

영국의 유명 물리학자이자 불가지론자인 Paul Davies 역시 “정말로 놀라운 것은 지구에 있는 생명체가 면도날 위에 중심을 잡고 서있는것이 아니라 우주 전체가 면도날 위에 중심을 잡고 서 있다는 사실이다. 당신이 인류가 우연히 생겨났다고 폄하하더라도 전체 우주에 생명체가 존재할 수 있다는 것이 합리적이지 않다는 사실은 변하지 않는다.” [^7]

옥스포드 대학의 David Deutsch도 ” 만약 누군가가 우주가 갖고 있는 놀라운 특징들에 놀라지 않았다고 한다면, 그는 그의 머리를 모래에 쳐박고 있는 것이다. 이 놀라운 특징들은 놀랍고 희박하다.” [^7]

라고 미세조정 우주를 평가합니다.

미세조정 우주를 설명할 수 있는 3가지 해석

우연

그렇다면 우리는 미세조정 우주를 어떻게 설명할 수 있을까요? 가장 우선 우연히 그렇게 되었다고 주장할 수 있을 것 입니다.

하지만 우주의 미세조정은 10분의 1, 100분의 1 수준의 확률이 발생한 것이 아닙니다. 초기 우주의 팽창 속도를 결정하는 우주 상수의 경우 10¹²⁰ 분의 1  만 달라졌어도 생명의 발생이 불가능했을 것입니다. 영국의 물리학자 Roger Penrose는 열역학 제2의 법칙에 따라 우주의 엔트로피(무질서도)가 계속해서 증가했어야 함을 지적합니다.  빅뱅이 일어났을때 우주 초기의 무질서도가  최대치여야 하는데 그 이후에 무질서도의 상승이 일어날 수 없다는 논리이죠. Roger Penrose는 이 역설을 해결하기 위해서 필요한 우연을 10^10^123 분의 1이라고 계산 합니다. [^8]  [^9] 이 숫자가 얼마나 큰지 이해가 안가시나요? 1에 0이 123개가 있는 숫자가 10의 지수가 되는 숫자 입니다.

그리고 아무도 이런 확률이 우연히 일어났다고 주장하지 않습니다. 유명 이론 물리학자 Leonard Susskind 는 우주 상수가 미세조정 되었을 확률 10¹²⁰ 분의 1만을 갖고도 아무도 이를 우연이라고 주장하지 않는다고 얘기합니다. [^10]

필연

두번째 해석은 이런 상수나 물리법칙이 필연적이라고 하는 것 입니다. 하지만 물리학자들은 상수나 물리법칙이 필연적으로 지금의 값을 가져야 함을 주장하지 않습니다. 노벨상 수상자인 스티븐 와인버그는 자신이 필연에 대한 가능성을 주장했다고 오해하는 리차드 도킨스에게 그것이 사실이 아니라고 얘기합니다. [^11] 우주 상수나 물리법칙이 특정한 값을 가져야 하는게 아니라면 이 우주는 생명을 허용하지 않는 우주가 될 확률이 생명을 허용할 확률보다 비교할 수 없을 정도로 더 높습니다. 그러므로 필연적이라는 해석도 미세조정 우주의 답이 될 수 없습니다.

창조주

마지막 해석은 이 세상에 창조주가 정확하게 생명체 발생에 필요한 우주를 미세조정 했다는 해석입니다. 아무도 우주선이나 로봇 같은 복잡하고 정교한 기계들을 보면서 우연히 만들어 졌을거라고 생각하지 않습니다. 우리는 누가 만들었는지 보지 못했어도 분명히 뛰어난 기술을 가진 누군가가 정교한 기계들을 만들었을거라고 생각합니다.  마찬가지로 우주선이나 로봇에 비할바 없이 거대하고 정교한 우주를 만든 지적인 존재가 있다고 생각하는 것은 너무도 당연한 생각입니다. 또 미세조정 우주를 설명할 방법은 위 세가지 밖에 없기 때문에 연역적으로 미세조정 우주를 창조주가 있다는 증거로 받아들이는 사람들이 많이 있습니다.

미세조정 우주를 통해 창조주을 믿게 된 과학자들…

가장 대표적인 인물이 Frank Tipler 입니다. 그는 자신이 기독교인이 된 계기를 이렇게 얘기합니다.

“20년전 내가 우주론자로써의 커리어를 시작했을때, 나는 확신을 가진 무신론자 였다. 그리고 절대로 내가 기독교 신학의 핵심이 사실이며 우리가 이해하는 물리학을 통해서 연역적으로  설명할 수 있음을 주장하는 책을 쓰리라고는 꿈도 꾸지 않았다. 나는 내가 전공하는 물리학의 변할수 없는 논리를 통해 이런 결론을 내릴수 밖에 없었다.”  [^12]

그는 또 “최신 물리학 이론의 관점으로 기독교는 단순한 종교가 아니라 실험적으로 연구가 가능한 과학이다.” [^13] 라고 주장합니다.

또 하나님을 믿기 싫어 팽창하는 우주 마저도 부정하려고 했던 천문학자 Fred Hoyle 역시 “그 팩트에 대한 상식적인 해석은 초지적인 존재가 물리, 화학, 생물에 손을 댔다고 생각하는 것이다. 이에 대한 원인을 자연에서 찾는 것은 의미가 없는 일이다. 팩트를 통해 계산한 숫자는 너무나도 압도적이여서 그에 대한 결론은 의심할 여지도 없다.” [^14]  라고 얘기합니다. 그는 이제 유신론자가 되어 있습니다.

이외 에도 CMB를 발견해서 노벨상을 받은 Arno Penzias, Roger Penrose, Michio Kaku 등 수많은 물리학자들이 미세조정 우주를 통해 창조주가 있음을 주장합니다. 또한 William Lane Craig 같은 최고의 기독교 변증론자들이 수십년간 미세조정 우주를 통해 많은 무신론자들과 토론을 해오고 있습니다.

그렇다면 무신론자들은 미세조정 우주를 어떻게 반박하는가?

사실상 모든 과학자들이 미세조정 우주를 인정 하지만 이들이 이를 창조주가 있다는 증거로 받아들이는 것은 아닙니다. 심지어 이들은 창조주가 있어야 할 가능성마저 배제해 버립니다. 그렇다면 이들은 미세조정 우주를 어떻게 해석할까요?

이들은 이 세상에 우리가 사는 우주 말고도 무한하게 많은 다중 우주가 있어서 그 중 몇몇 소수의 우주는 생명체가 살 수 있도록 만들어졌다는 주장입니다. 예를들어 로또를 한장만 사면 당첨될 확률이 현저하게 낮지만 로또를 1억장을 사면 그 중 하나에 당첨될 확률이 더 높지 않느냐는 논리입니다. 물론 이는 이론적으로 맞는 말 입니다. 지금의 우주가 될 확률이 10¹²⁰ 분의 1 이라도 이 세상에 10¹²⁰개의 우주가 존재한다면 지금의 우주가 될 기대값은 1이 됩니다. 또 생명체가 살 수 있는 우주가 될 확률이 10^10^123이더라도 무한한 수의 우주가 있다면, 생명체가 발생하는 우주는 무한한 수 만큼 있게 됩니다.

노벨상 수상자 스티븐 와인버그 역시 리차드 도킨스와의 대담에서 암흑 에너지가 10^-120까지 아주 미세하게 균형이 잡혀 있다는 사실에 대해서 거북하다(Disturbing)라는 표현을 사용하면서 미세 조정이 사실이고 이론상 상수가 자유롭게 어떤 값도 가질 수 있는 것이라면 그 것을 설명할 방법은 자비로운 창조주이거나 다중 우주 두개 밖에 없다고 얘기합니다. [^11]

또 Alexander Vilenkin [^15] , Leonard Susskind [^16]  등 사실상 모든 과학자들은 무한한 다중우주로 미세조정 우주를 설명하려고 합니다.

미세조정 자체를 부정하는 과학자가 있는가?

사실상 모든 과학자들이 미세조정 우주를 인정하지만 故 Victor Stenger는 미세조정 우주 자체를 부정한다고 알려져 있습니다. 하지만 이는 오해이며, 그의 주장은 과학적이지 않습니다.

빅터 스팅어는 New Scientist 와의 인터뷰에서 하나의 상수가 바뀌더라도 다른 상수가 보완해 줄 수 있기 때문에 자신은 미세 조정’에 대해서 특별히 놀라지 않는다고 얘기했는데, 그런 그도 우주 상수의 미세 조정은 인정하지 않을 수 없었습니다. 그는 이렇게 얘기합니다.

“가장 충격적인 미세 조정의 예는 우주 팽창을 가속 시켰던 암흑 에너지 혹은 진공 에너지일 것입니다. 계산에 따르면 양자 이론의 예측보다 10¹²⁰배 더 큰데, 이는 아마도 양자 중력 이론을 무시하고 계산 했기 때문일 것입니다. 하지만 만약 어떤 파라메터가 미세 조정 된 것으로 밝혀지더라도 우리의 우주가 다중 우주 중 하나라면 설명이 될 수 있습니다…” [^17]

다중우주가 있다는 주장은 과학적인가?

우리는 우주가 미세조정 되어 있다는 것을 알고 있습니다. 그리고 이를 설명할 수 있는 답은 두개 밖에 없다는 결론에 도달했습니다. 창조주가 생명체의 발생에 적합한 우주를 만들었다! 혹은 무한한 다중 우주 중 극히 일부가 우연히 생명체의 발생에 적합하게 만들어졌다!

그렇다면 우리는 다중우주가 있다는 것을 어떻게 알 수 있습니까? 없습니다. 다중우주는 존재하던 하지 않던 인간이 관측할 수 없습니다. 그리고 관측이 불가능한 과학은 존재하지 않습니다. 당대 최고의 우주론자로 평가받는 프린스턴 대학의 Paul Steinhardt는 다중우주를 치명적인 결함(Fatal Flaw)으로 평가하며 “우리의 우주는 단순하고 자연적인 구조를 갖고 있다. 하지만 다중우주의 개념은 괴상하고, 부자연스럽고, 실험할 수 없으며 결국 과학과 사회를 위험하게 한다!” [^18]  라고 주장 합니다.

무엇이 과학과 사회를 위험하게 하는 것일까요? 만약 다중우주가 실제 존재한다고 주장한다면 그중 어떤 우주는 시뮬레이션에 의한 가짜 우주일 것입니다. 그리고 우리가 컴퓨터에서 가상 공간과 사람을 만드는 것이 실제 공간과 사람을 만드는 것보다 훨씬 더 쉽듯이 진짜 우주보다 가짜 우주가 만들어질 확률이 훨씬 더 높습니다. 만약 이 우주가 시뮬레이션에 의한 가짜 우주라면 물리 법칙 역시 시뮬레이션에 의한 가짜입니다. 그래서 Paul Davies는 이렇게 주장 합니다.

“우리는 우리 우주의 물리학이 다중우주를 지지한다고 말할수 없다. 왜냐하면 다중우주를 주장하는 것이 우주와 물리학을 가짜로 만들어 버리기 때문이다.” [^19]

또 마찬가지로 유명 과학 전문 기자 Dennis Prager도 미세조정에 대한 컨퍼런스를 참석한 후 쓴 기사에서 다중우주는 미세조정 논쟁에서 무신론자들의 암묵적인 패배의 시인이라며 미세조정의 증거는 너무 압도적이며 사실상 이에 대한 유일한 설명은 창조주의 존재라고 주장합니다. [^20]

미세조정 우주는 이 세상을 만든 창조주가 있음을 나타냅니다

그렇다면 우리는 어떤 결론을 내릴수 있을까요? 하나님을 인정하기 싫어하는 많은 사람들이 다중우주로 불가능한 확률을 설명하려 하지만 이는 과학이 아님을 넘어서 합리적이지 못한 믿음에 불과합니다. 앞으로 계속해서 설명을 드리겠지만 우리는 다중우주를 관찰하지 못함은 물론 미세조정 우주와 같이 불가능한 확률의 어떤 사건이 일어나는 것도 관찰하지 못했습니다. 그럼에도 과학자들은 우주의 미세조정, 지구의 미세조정, 생명의 발생, 진화론 등 확률적으로 발생할 수 없는 일들을 다중우주를 통한 우연으로 설명하려 합니다.

하지만 이 모든 우연들은 인간의 지혜를 넘어서는 전능하고 자비로운 창조주가 있다고 생각하면 전혀 풀기 힘든 미스테리가 아닙니다. 누군가가 카지노에 가서 포커를 치는데 딜러가 10번 연속 로열 스트레이트 플러쉬를 받아서 큰 돈을 잃었습니다. 그래서 운이 나쁜가 보다 하고 옆 테이블로 갔는데 똑같은 일이 벌어졌습니다. 또 다른 테이블에 갔는데 또 같은 일이 벌어졌습니다.

돈을 잃은 이 사람이 운이 나쁘다고 생각하는게 정상일까요? 아니면 조작이 있다고 생각하는게 정상일까요?

미세 조정의 경우도 마찬가지입니다. 무엇이 사실인지 여부를 떠나 우연일 가능성 보다는 지적인 설계가 개입이 되었다고 생각하는 것이 더 합리적이고 우선시 되야 하는 생각 입니다. 이 세상에 창조주가 없다라는 생각은 합리적인 생각이 아닙니다.

‘하늘들을 창조한 주가 이같이 말하노라. 하나님은 친히 땅을 조성하고 만들며 견고하게 하였으되 땅을 헛되이 창조하지 아니하고 사람이 거주하도록 조성하였느니라. 나는 주니라. 나 외에 다른 이가 없느니라. ‘ <이사야 45:18>