우리는 우주가 팽창한다고 알고있다. 멀리 떨어져있는 별일수록 가까이 있는 별보다 빠른 속도로 멀어진다는 것이 관측되고 있다. 그렇다면 우주의 어디를 중심으로 팽창하는 것일까?상식적으로 생각하면 위와 같은 의문이 금방 생긴다. 결론부터 말하면 우주의 중심은 없다. 이 의문을 풀려면 먼저 물리적 차원을 이해해야 한다.
수학적으로 점은 0차원, 선은 1차원, 면은 2차원, 입체는 3차원의 물체다. 우리가 경험할 수 있는 물리적 세계는 3차원이다.
1차원인 선이 직선과 곡선 등 여러가지 모양이듯 2차원의 모양도 여러가지다. 예를들어 평평한 평면, 공 표면 같이 볼록한 곡면, 말 안장처럼 오목한 곡면 등이다.
공 표면에 개미가 살고 있다고 가정하면 개미의 세계는 볼록한 공 표면인 2차원이 된다. 공 표면의 중심은 정의할 수 없으므로 이 개미는 자기가 살고 있는 세계가 끝도 없고, 중심도 없다고 생각할 것이다.
우주가 팽창한다는 것은 공이 팽창하여 2차원 표면이 커지는 것으로 비유할 수 있다. 공 표면에 사는 똑똑한 개미들은 자신과 다른 개미사이의 거리가 멀어지고, 그 멀어지는 정도가 거리에 비례함을 알 수 있을 것이다.
다만 우주의 중심은 우리가 사는 우주에서는 정의할 수도 없고 찾을 수도 없는 것이다.
재미있는 것은 개미가 공 표면이라는 국한된 공간에서 살고 있음에도 불구하고 자신의 세계가 입체의 표면이라는 것을 알 수 있다는 사실이다.
똑똑한 개미가 자신의 세계-공 표면을 아주 멀리 바라다 보면 “공의 지평선이 존재하고 지평선 너머는 알 수 없지만 자신의 세계가 곡면으로 휘어있다”는 사실을 알아낼 것이다.
즉 개미가 멀리 보면 볼수록 제3의 차원을 확신하게 되고 마침내 자신의 우주가 3차원 구의 표면이라는 사실을 간파할 것이다.
현대과학은 3차원의 우주를 또 하나의 축인 시간축의 단면으로 이해할 수 있다고 결론짓고 있다. 천문학자들은 아주 멀리 있는 천체를 관측함으로써 3차원 표면을 가진 4차원의 우주를 슬쩍 보게 되는 것이다.
멀리 떨어진 천체와 우주 내에 있는 물질의 분포를 관측, 우주의 모양과 과거의 모습을 알려고 노력하고 있다.
/성언창
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