공간이 무한할 수 있는데도 관측 가능한 우주는 왜 유한한가?
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공간은 원칙적으로 무한하지만 빛의 속도와 우주의 유한한 나이 때문에 빛이 도달한 범위까지만 볼 수 있다고 설명한다. 따라서 빅뱅을 한 점의 출발로 놓고 그 위치를 묻는 방식은 성립하지 않는다고 본다.
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- 원문 구간 1
[260930] [로먼 망원경 3부] "우린 3차원에 갇힌 개미" 인류가 평생 우주의 중심 찾을 수 없는 이유 (서울대학교 물리천문학부 황호성 교수) 언더스탠딩 망원경에서 시작해서 우주에 대해서 얘기합니다. 재밌어. 뭔가 이게 이제 질서와 에너지가 있으니까 이게 막 팽창도 하고 막 이럴 거 아니겠습니까? 그죠? 우리는 그게 뭔지를 찾아내는 거잖아요. 모르는 거니까. 어, 물질은 왜 서로 끌어당기고 뭐 이런 거. 질서와 원리라고 하는 건 누가 만들었을까요? 아니면 그냥 존재하게 됐을까요? 세상의 모든 지식 언더스탠딩. 우주가 빅뱅이면 음. [목을 가다듬음] 최초의 그 가운데가 어디라고 하셨죠? 어, 이제 그거 좋은 질문이신데 그 우리가 이제 빅뱅이라고 하면 어떤 공간이 이제 수축에서 그니까 팽창을 하는데 그럼 거기는 어디입니까라고 하는데 이제 어 일단 어디 한 점이라고 얘기를 하면 안 되고 왜냐면 시 공간이 빅뱅 같이 생겨 놨거든요. 갖고 얘는 태어날 때부터 태어날 때부터 무한하게 태어났어요. 저번에 우리 얘기했는데 공간이 무한합니까, 유완합니까? 그 질문부터 해야 되는데 우리가 공간이라고 하는 거는 물리적인 공간은 무한합니다. 원칙적으로. [목을 가다듬음] 근데 우리가 눈으로 볼 수 있는 거, 눈으로 본다는 거는이 빛이 본다는 거는 빛이 때려서 와서 눈을 봐야 되는데 빛의 속도라고 하는게 유하거든요. 이에 30만 km를 가니까 우리가 우주의 나이라고 하는게 무한하지가 않잖아요. 우주의 나이는 138억년. [웃음] 음. 그래서 무슨 말이냐? 빛이 138억년 달린 데까지밖에 우리가 못 봐요. 음. 아, 이론적으로는 무한하지만 예. 아 물리적으로는 볼 수 있는 우주의 음 어 공간은 유한합니다. 관측 가능한데 실제로는 13억 광년이라고 하는 거가 이제맞을 되지만 우주가 팽창하고 있어서 거기다 곱하기 3을 해야 우리가 눈으로 볼 수 이제 관측 가능한 우주의 크기라고 얘기하는데 핵심은 우주는 태어날 때부터 무한하게 태어났고 하지만 볼 수 있는 우주는 유한하고 그기 때문에 어디서 빅뱅이 시작됐냐라고 얘기하는 거는 우주가 무한하게 그때 시공간에 태어났기 때문에 얘기할 수가 없습니다. 그게 무슨 [웃음] 원래 무한했는데 볼 수 있는게 작았다는 거예요. 그러니까 아 태어날 때 태어 그냥 쉽게 얘기하면 [웃음] 돼.
- 원문 구간 2
빅뱅이 있기 전에는 공간이 존재하지 않았다고 생각하면 돼요. 쉽게 얘기하면 시공 여쭤버 이유가 지금 우리가 있는 태양계가 여기가 우주에서 그 그죠. 어느 쪽에 어느 어 그리고 가운데 있는 놈은 빅뱅이 있어도요. 그 자리에 있을 거 아닙니까? 좋은 질문이 있어요. 그래서 이제 우리가 이걸 설명하는 방법 중에 하나가 쉬운게 뭐냐면은 이제 풍선을 생각해 보시면은 풍선이 있어요. 풍선 표면에 살고 있는 개미를 생각해 봅시다. 개미를. 개미는 풍성 표면에 지금 다닐 거예요. 그럼 개미가 아는 우주는 평면 2차원이에요. 평면. 예예. 예. 근데 우리가 아 봤을 때 개미는 굉장히 불쌍한 거예요. 그 이유는 뭐냐? 개미가 살고 있는 실제 우주라고 하는 거는 3,000원짜리 풍선이고 예. 그 2차원차리 9의 표면에 표면의 중심은 어딜까요? 2차원 표면의 중심. 풍선 표면의 중심. 개미한테 물어보. 너 중심이 어디야? 너의 중심이 어디야? 어 걔는 죽었다 깨어나도 몰라요. 없지. 없지. 모르지. 근데 우리는 알아요. 예. 풍선에 3차원 중심이 있는 거 알죠? 그렇죠. 3차원 중심이지. 그게 무슨 말이냐? 개미. 2차원에 사는 개미는 그 풍선의 중심이 어딘지를 3차원 한 차원 높은 차원을 모르기 때문에 몰라요. 예. 그 우리가 사는 3차원에서이 공간이 어디냐고 물어보면은 개미랑 똑같이 답을 못 할 수가 있어요. 우리도 중심은 모른다. 한 차원 높은 애가 만약에 우리를 이제 보면은 야 실제로 네가 못 보는 음 차원의 어 우주의 중심이 있을 수 있어.음 차원 이상에서 봐야지만 된다. 그렇죠. 그렇죠. 왜냐면 우주 그 풍선 개미는 풍선 표원밖에 못 보고 풍선 안쪽은 못 보잖아요. 한 차원 높이에 있는 사람은 볼 수 있잖아요. 근데 우주는 3차원이 아니에요? 어 공간은 3차원이에 우리가 아는 3차원이 어 우리가 아는 그죠? 어 우리가 아는 개미처럼 그거는 우리가 아는 건 3차원이고 그렇죠. 4차원 5차원이 있을 수 있다. 그렇죠. 암흑 물질 내지는 빅뱅 이게 딱 3차원에서 생기는 공 현상이잖아요. 근데 정말 파고들면 물리적으로 음 더 차원이 숨어 있을 수가 있어요. 그렇죠. 그 있을 수는 있죠. 이론적으로 근데 우리가 알고 우리가 요즘 공부하는 건 3차원 아니이고 백뱅이고 팽 가속 팽창이고 감속 팽창이고는요 3차원인이 그렇죠.가 현재까지 알려진 가속창이라고 가정하면 음 하여간 어드 한 곳에 모여 있다가 터졌다는 뜻이니 음 3차원 안에서이 어느 한 곳이라고 하는게 이른바 우주의 앞구정동이라면 음 우리나라는 충북 보훈이냐 아니면 해운되냐 아니면 나름 맞아 누구나 할 수 있는 질문인데 그 질문을 똑같이 풍선 표면에 사는 개미한테 한다고 해 봐요.