완벽한 우주! 완벽하다는 것은 무얼까?
단순하고 불변하며 인과성을 지닌 ‘완벽한’ 우주를 만들어내는 재료는 딱 하나, 정보이다. 우주를 만들어낸 정보는 바로 물질들인데 물질은 언제나 에너지의 형태로 나타나고 에너지는 정보의 형태로 전환되기에 물질의 본성은 정보라고 할 수 있다. 물질을 이루는 소립자는 힉스장을 만나 질량을 얻게 되는데 그 후, 속도가 느려지면서 엔트로피적 흐름과 시간 경험이 가능해진다. 현재 모든 소립자들의 다양한 속성들 뿐만 아니라 소립자들의 행태가 보여주는 하모닉스, 공명성, 간섭성 등이 밝혀지고 있다. 또한 세 가지의 힘, 전자기력과 강력, 약력은 우리 우주 탄생 직후엔 통일된 하나의 큰 힘으로 통합되어 있었지만 공간이 팽창하면서 에너지가 특정 수치 이하로 떨어지자 위상전이를 겪고 세 가지의 상호작용으로 분리되었다.
양자이론과 상대성이론은 각각 미시 규모와 거시 규모에서 에너지-물질의 행태를 기술한다. 기존의 과학자들은 두 이론을 화해시켜 통합하려 하고 있다. 하지만 정보의 제1법칙(우주적으로 보존되는 에너지-물질을 기술)과 제2법칙(우주가 진화해온 법칙을 기술)은 상보적이다. 중력을 정보 엔트로피적인 시공간의 성질이 초래하는 하나의 결과이자 질량들이 일으키는 ‘가속도'로 바라볼 수 있다면 코스믹 홀로그램 패러다임 속에 중력을 통합시킬 수 있는 더 효과적인 방법이 발견될 수도 있다고 저자는 말한다. 시공간이 홀로그램과도 같은 성질을 보이고 있으며, 중력은 또 하나의 엔트로피 현상이다. 그리고 우리에게 익숙한 3차원은 1차원으로 줄어들고 시간과 결합하여 2차원의 시공간이 되는데 이는 우리의 현실이 홀로그램을 바탕으로 하고 있음을 시사하는 것이라고 저자는 설명한다.
우리의 우주는 완벽하게 균형 잡힌 상태에 이르렀지만 본래는 불안정한 것처럼 보인다. 초기의 일부 대칭성이 유지되는 이유는 물리법칙이 변하지 않고 에너지-물질과 같은 특정 근본 성질이 보편적으로 보존되도록 했기 때문이다. 하지만 다른 대칭들의 불안정한 성질이 물질과 반물질의 대칭을 깨지게 만들었고 결국 가장 효율적이고 안정된 비대칭을 만들어냈다. 이는 우주의 존재와 진화에 필수적이다. 에너지-물질의 형태와 균형, 그리고 공간이 평평하다는 특별한 성질은 우리 우주 최초의 순간부터 믿기지 않을 정도로 정교하게 조율되어 있다고 저자는 말한다.
코스믹 홀로그램은 우리 우주의 ‘그릇'이 플랑크 규모로 정보적으로 화소화된 홀로그램 경계면으로 이루어져 있고, 그로부터 시공간의 존재가 출현한다. 이를 입증하기 위해 지금도 많은 과학자들이 탐색중이다. 모든 형태의 에너지-물질이 지니고 있는, 진동하는 성질은 홀로그래피 매커니즘의 바탕을 이루는 수학인 푸리에 변환법을 통해 단순한 파형들의 조합으로 재정의했다가 다시 원래의 물체로 재생해낼 수 있도록 한다. 망델브로에 뒤이은 분석은 프랙탈 기하 패턴의 차원들이 자연 현상뿐만 아니라. 인간이 만들어낸 세계에서도 자신을 코딩하고 있음을 밝혀냈다. 이는 프랙탈의 제닮음 성질과 반복되는 성질 바로 우리 우주가 홀로그램임을 인증하는 근거라고 저자는 말한다. 이는 현실 세계의 복잡다단한 모습이 시공간 너머의 한 영역 속의 단순한 규칙과 원리, 그리고 관계와 기하적 패턴의 지시와 본연의 질서로부터 일어나는 매커니즘의 반증이란다.
또한 저자는 공간이 평평하며 유한하다고 주장하고 있는데 이에 비추어 보면 우주의 홀로그램 경계면의 형상으로 가장 적합한 것은 원환체, 즉 도넛 모양의 기하 형태이다. 그리고 그 우주 너머에 있는 모습을 좀더 근원적인 실재로부터 화현하기 위해 허수, 복소수로 이루어진 복소평면이 존재할 것이라 믿고 있다. 이러한 근거들이 우주에 대한 우리의 시야를 넓혀줄 뿐만 아니라 ‘나는 누구인가', ‘나는 왜 여기에 있는가.’, ‘나는 어디로 가고 있는가'라는 인간의 본질적 의문에 대한 답을 찾아가는 과정을 제시해 줄 수 있다고 강력하게 주장하는 저자를 따라(?) 이제 이 책의 절반 정도에 다다랐다. 단순하고도 불변하며 모든 것이 결정되어 있는 이 완벽한 우주는 인간에게 안성맞춤인 우주일까. 완벽하다는 것은 무엇일까. | 