'닥터스트레인지' 속 다중우주가 현실로? 가능성은 있다

by강민구 기자
2022.05.26 02:13:46

[이데일리 강민구 기자] 스파이더맨, 닥터스트레인지2 등 최근 개봉하는 마블 영화를 보는 이들이라면 그동안의 영화들과 달리 이질감을 느낄 것이다. 그동안 타노스처럼 강력한 빌런들이 나와 히어로가 무찌르는 것과 달리 다중우주(멀티버스, Multiverse)라는 개념이 등장해 세계관에 혼란을 주기 때문이다.

갑자기 닥터스트레인지가 허공에 손을 갈라 차원을 이동하는 문을 만들어 눈이 덮인 산으로 가는가 하면 복잡한 영국 런던 시내로 갑자기 이동한다. 각자 다른 세계관에서 온 닥터스트레인지나 스파이더맨들을 보면 황당하기도 하고, 비현실적인 이야기라고 느낄 수 있다. 만화 ‘드래곤볼’처럼 주인공이 순간이동을 하고, 우주가 여러 개라니.

현실의 복사판인 수많은 다중우주가 있다는 마블 영화 속 장면은 소설적 상상력에 기반을 둔 허구에 가깝다. 시·공간을 왜곡해 또 다른 우주로 갈 차원의 문을 만드는 게 불가능할뿐더러 설령 다른 우주로 간다고 해도 똑같은 내가 있다는 보장이 없기 때문이다. 어쩌면 또 다른 우주는 파리가 지배하는 세상일 수 있다. 다중우주는 말 그대로 또 다른 여러 개 우주를 뜻한다.

현재 다중우주 존재에 대한 과학계의 답은 ‘아직 모른다’이다. 다중우주는 아인슈타인의 일반상대성이론, 양자역학 등에 기반을 둔 이론이자 가설에 불과하다. 극소수의 과학자들의 실험적 아이디어에서 발전해 양자역학, 일반상대성 이론들을 바탕으로 나온 가설을 현대적으로 검증하는 과정에서 나온 부산물이자 시나리오라고 할 수 있다. 닐스 보어가 1900년대 초반 양자역학 태동기를 이끈 것처럼 가설들을 세우는 시작점에 있기에 증명이 더 이뤄져야 한다.

‘닥터 스트레인지: 대혼돈의 멀티버스’ 영화 포스터.(사진=월트디즈니컴퍼니코리아)

인류는 우주의 중심을 지구라고 생각했다. 하지만 코페르니쿠스가 당시 진리처럼 믿은 지구중심설(천동설)의 오류를 지적하고 태양중심설(지동설)을 주장하면서 사실이 아니라는 것이 확인됐다. 지구가 속한 우리은하마저 우주의 중심이 아니었고, 많은 은하가 존재하는 것으로 나타났다. 최근에는 이러한 우주마저 하나가 아니고 여러 개가 존재할 수 있다는 주장이 나오고 있다. 바로 다중우주 개념이다.

다중우주는 백투더퓨처, 인터스텔라, 나비효과 등 영화뿐만 아니라 애니메이션, 웹툰, 드라마 소재로 활발하게 쓰여 대중에게도 친근하다. 그 이유는 세계관 확장이 가능하고, 독자들의 상상력을 자극할 수 있기 때문이다.

다중우주는 쉽게 설명하면 이렇다. 아인슈타인은 빛이 파동이면서 입자라는 사실을 알아내 물질을 구성하는 입자들도 파동일 수 있다고 봤다. 입자와 달리 파동은 여러 곳에 동시에 존재할 수가 있어 우주도 여러 개가 있을 수 있고, 성격도 다를 수 있다. ‘빅뱅이론’과 같은 우주팽창 이론과도 맞닿아 있다. 우주에 끝에 무엇이 있을까라는 호기심에서 출발해 4차원부터 6차원까지 차원을 높여 우주를 바라보자 우주 속의 우주, 다양한 우주, 시간적으로 영원히 반복되는 우주가 있을 수 있다는 이론들이 나오고 있다.

가령 다중우주 이론의 한 유형인 급팽창 이론에서는 양자요동이 발생해 빅뱅 이후 공기방울(우주) 하나하나가 계속 퍼진다. 이러한 공기방울은 사라지거나 커지는데 물방울들을 개별 우주라 볼 수 있다.



다시 말해 기존 시각에서 일반상대성이론 등을 검증하려다 보니 한 차원 높은 시각이 필요해 이를 제시하려다 보니 다중우주에 대한 개념이 생긴 것이다. 마치 컵을 옆에서 바라보면 타원이나 사각형으로 보인다면 위에서 아래로 전체적으로 바라보면 컵이라고 볼 수 있다는 것과 같은 원리다.

이형목 서울대 물리천문학부 교수(전 한국천문연구원장)은 “우리가 사는 우주가 유일하다는 절대적인 증거는 없고, 우주가 여러 개 존재할 수 있지만 관측을 통해 증명할 수 없기 때문에 과학적으로 이치에 맞지 않다고 지적하는 학자들도 있다”면서도 “우주 초기 중력파를 관측하려는 시도가 꽤 있는데 관측 성공 유무에 따라 초기 우주 설명을 바꾸고, 급팽창 이론부터 순환우주이론까지 다양한 우주 이론에도 영향을 줄 수 있다”고 설명했다.

다중우주를 보는 시각은 결국 △다중우주는 없고, 우리의 우주만 존재한다 △다중우주가 있고, 우리가 모르는 우주도 있는데 증명만 못했다 △우주, 다중우주는 없고 신만이 우리를 창조했다 △상관없는 일이고 잘 모르는 부분이라는 시각 정도로 나눌 수 있다.

만약 다중우주가 실존한다면 우리가 사는 우주에서 다른 우주로는 어떻게 이동할까. 이론적으로 정보를 빛의 속도로 이동시키거나 현재 통신체계로 통신하는 것은 불가능하다. 시·공간을 왜곡해 이동해야 한다. ‘웜홀’이 될 수도 있고, 다른 방안이 될 수도 있다.

최근 한국천문연구원 연구진을 포함한 전 세계 연구진이 우리은하 중심부의 블랙홀 이미지를 포착했고, 중력파 연구도 활발히 이뤄지고 있다. 중력파는 빛과 다른 관측 수단이기 때문에 블랙홀 가까이에서 일어나는 현상, 블랙홀과의 상호작용 등을 이해하는 데 쓸 수 있다. 슈퍼컴퓨터, 양자컴퓨터 도입 등이 이뤄져 복합 계산이 원활해지고 과학기술 발전이 이뤄지면 머지않아 새로운 우주에 대한 이해가 커질 수 있는 셈이다.

강성주 국립과천과학관 연구사는 “과학은 인간의 호기심을 충족시키기 위해 여러 가설을 세우면서 발전했다”며 “양자역학 개념도 당시에는 받아들이지 못했지만, 실험적으로 검증되면서 휴대폰, 컴퓨터 등에 쓰는 시대가 온 것처럼 과학기술이 빠르게 발전하면 현재 나오고 있는 가설들도 발전하며 현실화될 수 있다”고 했다.