빅뱅 이론은 허구

우리 우주는 처음 시작은 어떠했을까? 우주의 크기는 얼마나 되며, 시간은 얼마나 흘렀을까? 현재 우주의 나이는 137억년, 우주의 크기는 약 466억 광년, 만약 우주의 끝에 도달한다면 그곳엔 무엇이 있을까?

현재 우주는 빅뱅으로부터 시간과 공간이 생겨났다고 정설로 받아들여지고 있으며, 최신 물리학 이론에 의하면 평행 우주의 11차원 막들이 충돌하여 빅뱅이 발생하였다고 한다. 하지만 아인슈타인은 앞서 팽창도, 수축도 없는 “정적 우주”를 제안했다.

이후 급팽창 이론, M 이론, 인플레이션 이론, 끈 이론, 다중 우주론 등 다양한 이론들을 내놓았지만 현재까지 빅뱅이론을 대체할 이론은 아직 없는 것 같다.

빅뱅 이론

약 137억 년 전에 대폭발을 시작으로 우주가 탄생하였다는 빅뱅 이론은 현재 우주가 팽창하고 있다는 점을 생각해볼 때 과거로 돌이켜 보면 모든 것이 한 점에서 시작으로 팽창하여 현재의 우주가 탄생하였다고 한다.

대폭발에 앞서 오늘날 우주에 존재하는 모든 물질과 에너지는 작은 점에 갇혀 있었는데, 대폭발의 순간에 그 작은 점으로부터 물질과 에너지가 폭발하여 서로에게서 멀어졌다. 시간이 흘러 천체들이 만들어 지고 은하계가 형성하게 되었다는 것,

빅뱅 이론은 1927년 벨기에 가톨릭 대학의 물리학자 겸 신부인 조르주 르메트르가 처음으로 우주의 기원에 대하여 추측하였고, 그는 이것을 원시 원자에 대한 가설이라 불렀다. 이것이 현재의 빅뱅 이론으로 발전하였다.

르메트르는 과거로 갈수록 우주는 수축하고, 결국에는 우주의 모든 물질이 하나의 점인 “원시 원자”로 모여, 시간과 공간이 존재하지 않는 시점이 있었다는 것을 보여 준다고 언급하였다.

르메트르가 빅뱅이론을 발표한지 2년 후인 1929년 미국 천문학자 에드원 허블은 우주에 있는 은하에서 적색편이가 나타난다는 것을 알아내었는데, 지금은 우주 팽창속도가 더욱 빨라지고 있다고 한다.

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적색편이란 물체가 내는 빛의 파장이 늘어나 보이는 현상을 말한다. 일반적으로 전자기파의 가시광선 영역에서 진동수가 작을수록(파장이 길수록) 붉게 보이기 때문에 물체의 스펙트럼이 붉은색 쪽으로 치우친다는 의미에서 적색편이라 부른다. 그런데 적색편이를 보이는 은하들은 전부 우리로부터 빠르게 멀어지고 있는 것이다.

빅뱅의 오류

빅뱅이론을 증명하기 위해 많은 과학자들의 노력으로 우주배경복사가 정적 우주론을 대체했으며 급기야 우주의 기원을 빅뱅이론에서 찾기 시작한다. 별의 탄생과 은하, 우주 형성과 구조, 생명 진화를 빅뱅에 접목하기에 이른다.

하지만 대폭발로 우주가 팽창한다면 시간이 흘러 속도는 점점 느려져야 하는데, 어찌된 일인지 우주의 팽창 속도가 점점 빨라지고 있다는 것이 증명되었는데, 이것은 빅뱅 이론에 반대되는 현상이다.

1969년 로버트 디케는 만약 우주가 수백억 년이나 오래되었다면 빅뱅이 시작할 때의 우주 전체 물질의 밀도가 임계밀도보다 극히 조금만 달라도 현재의 우주는 존재할 수 없다는 사실을 발견하였다. 평균 밀도와 임계 밀도가 같으면 우주는 수축, 가속하지 않고 영원히 팽창한다고 한다.

하지만 초기 은하 형성 문제, 은하 공전 문제, 우주의 구조 문제 등은 빅뱅 이론으로 설명하기에 역부족이다. 누군가가 정교하게 우주를 설계하지 않고서야 우연히 만들어질 수 없다는 뜻이다.

최근 과학자들은 우연으로 보기에는 불가능할 정도로 우주의 존재 그 자체가 매우 특이하다는 사실을 알게 되었는데, 빛의 속도나 전자의 질량과 같은 물리 상수들을 조사해본 결과 물리학자들은 우주가 매우 정밀하게 되어있다는 사실을 발견하였다.

예를 들어 전자와 양성자 질량 비율은 1,837배인데, 이 값에서 약간의 차이가 생겨도 우주의 존재가 불가능해지고, 전자기력과 중력의 비가 10의 40제곱 분의 1만큼만 차이가 나도 생명체가 존재할 수 없다고 한다.

그리고 지금의 우주 나이 137억 년으로는 은하와 은하단 같은 거대한 구조가 생기기 어렵다는 결론에 이른다.

또 다른 문제는 우주 팽창을 증명하는 적색편이다. 적색편이는 여러 원인에 의해 나타나는데, 가장 대표적인 것은 도플러 효과에 의한 것이다. 예를 들어 천체가 관측자로부터 멀어지는 경우 빛의 파장이 길어지는 현상으로 지구에서 아주 멀리 떨어져 있는 천체들로부터 관측된다.

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도플러 효과는 파원에서 나온 진동수가 실제 진동수와 다르게 관측되는 현상을 말한다. 파원이 움직이고 있을 때 파동의 진행방향이 같으면 파장이 짧아지고, 반대로 파원과 파동이 서로 반대로 갈 때는 파장이 길어진다.

그런데, 거시파인 음파, 수면파, 지진파는 도플러효과가 있지만 미시파인 전파, 광파, 별빛, 햇빛, 불빛에서 나오는 파는 도플러 효과가 없다. 그러나 미시파인 별빛에도 도플러효과가 있다고 왜곡하여 만든 법칙이 적색편이다. 한 마디로 적색편이가 없는 것을 우주팽창론에 접목한 것이다.

생각해보니 한 점에서 거대한 대폭발이 일어나 우연히 태양이 만들어졌고 태양을 중심으로 행성들이 공전하는 태양계가 만들어 졌다. 그리고 천체들이 모여 은하계가 되었다고 생각하는 건 지구에 우연히 생명체가 생겨나 진화했다고 생각하는 진화론과 뭐가 다르단 말인가?

과학계에서 말하는 우주의 크기나 시간은 실은 우주를 관측 가능한 범위일 뿐이지 우리로서 시간이 얼마나 흘렀는지 공간이 얼마나 넓은지 예측하기에는 불가능하다.

왜냐하면 우주의 나이도 팽창 속도가 일정하다는 가정에서 설정된 나이일 뿐 일정불변한 것은 없다는 사실을 받아들이면 시간이 얼마나 흘렀는지 알 수 없게 돼 버린다.

우리는 지금 과거의 실수를 되풀이하고 있는 것이다.

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사진 = 픽사베이

참고: 서울신문, 노컷뉴스, 과학백과사전, 나무위키, 현대물리학을 대체할 융합 물리학: 물리학 원론(저서)