멀티 유니버스

브라이언그린

저자:브라이언그린(BrianGreene)
초끈이론과우주론등을이론물리학계의선두에서이끄는브라이언그린은25개국을넘나들면서기초물리학및고급물리학을강의한세계적인물리학자이다.끈이론의신비를쉽고명쾌하면서도우아한언어로표현한글로벌베스트셀러인《엘러건트유니버스》를집필한저명한과학저술가로《우주의구조》《블랙홀을향해날아간이카루스》등출간하는책마다전세계물리학자들의이목을집중시키며,〈뉴욕타임스〉와아마존논픽션분야베스트셀러에오르는등인류과학사를빛낼걸작이라는찬사를받고있다.
하버드대학교를졸업하고옥스퍼드에서로즈장학생(Rhodesscholar)으로박사학위를받았다.1990년에코넬대학교교수로부임하여1995년에정교수가되었고,현재컬럼비아대학교의수학과및물리학과교수로재직하고있다.인터넷동영상강의인〈TED〉와미국PBS방송의다큐멘터리〈노바NOVA〉등에직접출연하는등초끈이론의대중화를위해활약하고있다.현재그는안데스와뉴욕을오가며연구활동에매진하고있다.
  

역자:박병철
연세대학교와동대학원물리학과를졸업하고한국과학기술원(KAIST)에서물리학박사학위를받았다.30년가까이대학에서학생들을가르쳤으며,현재과학전문번역가및저술가로활동하고있다.2005년에한국출판문화상을,2016년에미래창조과학부장관상을수상했다.옮긴책으로《엘러건트유니버스》《페르마의마지막정리》《파인만의여섯가지물리이야기》《우주의구조》《평행우주》《퀀텀스토리》《신의입자》《마음의미래》《모든것의기원》등이있으며,어린이과학동화《라이카의별》을썼다.
  

서문_우리의우주는유일한것인가?

1.실체의경계_다중세계에대하여
우주와우주들l다양한평행우주l우주적질서

2.끝없이늘어선도플갱어들_누벼이은다중우주
빅뱅의아버지l일반상대성이론l우주와주전자l중력계산서l원시원자l모형과데이터l우리의우주l무하우주속의실체l무한공간,그리고누벼이은퀼트l유한한가능성l우주적반복l오로지물리학뿐!l다양한의시뫄가설들

3.영원한무한_인플레이션다중우주
뜨거운창조의잔해l신기할정도로균일하게퍼져있는초창기광자들l빛보다빠르게!l지평선넓히기l양자장l양자장과인플레이션l영원한인플레이션l스위스치즈와우주l달라지는전망l인플레이션다중우주탐사하기l호두껍질속의우주l거품우주의공간

4.자연법칙의통일_끈이론으로가는길
통일의간략한역사l양자장이론의컴백l끈이론l끈과점,그리고양자중력l공간의차원l커다란기대l입자의특성과끈이론l끈이론의실험적검증l끈이론과특이점,그리고블랙홀l끈이론과수학l끈이론의현재상황과평가

5.이웃한차원에서우주를날다_브레인다중우주와주기적다중우주
근사식을넘어서l듀얼리티l브레인l브레인과평행우주l끈끈이브레인과중력촉수l시간,순환주기,그리고다중우주l주기적우주의과거와미래l다발

6.오래된상수에대한새로운고찰_랜드스케이프다중우주
우주상수의재림l우주의밀도l거리와밝기l무엇과무엇사이의거리인가?l우주론의색깔l우주의팽창가속도l우주상수l우주상수를왜0이라고생각했을까?l우주적인류원리l생명과은하,그리고자연의숫자들l결점이장점으로바뀌다l마지막발걸음l끈경관l양자터널l나머지물리학은어떻게되는가?l과연이것을과학이라할수있을까?

7.과학과다중우주_추론과설명,그리고예측에관하여
과학의정신l접근가능한다중우주l과학,그리고도달할수없는세계1l과학,그리고도달할수없는세계2l다중우주이론의예측1l다중우주이론의예측2l다중우주이론의예측3l다중우주이론의예측4l무한대나누기l반대론자들의관심사l미스터리와다중우주

8.양자적관측의다중세계_양자다중우주
양자적실체l선택의수수께끼l양자적파동l속단은금물!l불완전한선형성l다중세계l두가지이야기l다른우주는언제나타나는가?l첨단이론불확실함l있을법한문제l확률과다중세계l예측과이해

9.블랙홀과홀로그램_홀로그램다중우주
정보l블랙홀l제2법칙l열역학제2법칙과블랙홀l호킹복사l엔트로피와숨은정보l엔트로피와숨은정보,그리고블랙홀l블랙홀의숨은정보찾기l블랙홀을넘어서l세부사항들l끈이론과홀로그래피l평행우주인가,아니면평행수학인가?l끈이론의미래

10.우주와컴퓨터,그리고수학적실체_시뮬레이션다중우주와궁극의다중우주
우주창조하기l생각의재료l시뮬레이션우주l당신은시뮬레이션에서살고있는가?l시뮬레이션을넘어서l바벨ㅇ?도서관l다중우주의합리화l바벨시뮬레이션l실체의뿌리

11.탐구의한계_다중우주와미래
코페르니쿠스의패턴은근본적인것인가?l다중우주에기초한과학이론은검증될수있는가?l지금까지논의된다중우주이론들은검증될수있는가?l다중우주는자연을과학적으로서술하는데어떤영향을미치는가?l수학은신뢰할만한가?

역자후기
후주
참고문헌
찾아보기

“137억년전우주의역사가섬광처럼번뜩인다.
우주에대해우리가품고있는경이로운비밀을시원하게풀어주는브라이언그린의
《멀티유니버스》는올해당신이선택해야할단한권의과학서이다!”_뉴욕타임스

우주론의독보적영역을개척한이론물리학계의세계적석학브라이언그린의최신화제작!
우리의우주가하나가아니라여러개라면?
다중우주는정말로존재하는가?

우리의우주가하나가아니라여러개라면?다른우주에서또다른내가이곳과전혀다른삶을살고있다면?누구나한번쯤떠올렸을법한의문이다.한번선택하면절대로되돌릴수없는냉혹한세계에살고있는우리에게다중우주는분명히매혹적인개념이다.
이제평행우주는더이상공상과학도환상도아니다.저자인브라이언그린은“물리학적다중우주이론은사변철학의산물이아니라기존이론들이확장하면서필연적으로마주친결과”임을강조한다.그리고이책《멀티유니버스》는현대최첨단과학의최전선에서인간의존재와미래의의미를새로쓰며‘다중우주의존재’를규명하고,지금이순간에도끝없이팽창하거나생성되고있는우주의혁명적변화를거대한통찰력으로조망하고있다.전작인《엘러건트유니버스》와《우주의공간》이글로벌베스트셀러가되면서,일약세계물리학계의스타학자로등극하여명성을떨치고있는브라이언그린의7년만의최신화제작인이책은차원우주,카오스우주,브레인다중우주,시뮬레이션우주까지거대패러다임의전환속에최첨단우주의실체와현대물리학을쉽고재미있게풀어내고있다.

1｜우주론의역사
“하나의세계가허물어져야비로소새로운세계가펼쳐진다!”
본격적인다중우주론에들어가기에앞서그린은고대부터현재까지의우주론에대해간단히정리를한다.우주론은우리가살고있는우주의기원과발생,그리고우주안에존재하는우리인간의존재와미래의모습을연구하는것이다.이것들을밝히기위한우주학의연구는단순히천문학에국한되지않는다.우주학은최첨단의수학과논리학물리학등모든학문분야들이통합적으로작용하여완성되는학문이다.그리고물질과생명체의존재에관한연구는필연적으로물질과생명에대한근본적인질문을하게됨으로써,자연과학뿐만아니라윤리?철학?의학문분야까지확대된다.이런과학적우주론의발전은크게세시기로나누어진다.
고대그리스의아리스토텔레스가제창한이래2000년동안정설로인정받았던천동설로부터우주론의역사는시작된다.철학또는종교와의경계가모호한고대우주론은코페르니쿠스의지동설에의해큰변화를겪고,뉴턴의중력이론에의해마침내근대과학의영역으로편입되었다.현대적인의미의우주론은아인슈타인으로부터시작되었고,특수상대성이론과일반상대성이론을통해아인슈타인은정적인우주에서의시공간에대한인식과시공간의기하학적특성을밝혀현대우주론으로향하는문을활짝열었다.하지만절대지식으로받아들여졌던아인슈타인의이론도이후천문학자에드윈허블에의해우주는정적이지않고팽창함을받아들이며,비로소빅뱅이론이탄생하게된다.

2｜다중우주란무엇이며,어떻게탄생하는가?
“또다른현실은과연존재할까?”
앞에서간략하게살펴본바처럼빅뱅이론이전까지우리는단하나의정적인우주를전제로하여우주를설명하려고했다.하지만빅뱅이론의탄생과함께단하나의우주라는패러다임을버림으로써우리앞에는광대한가능성(다중우주의가능성)이펼쳐지게되었다.그린은이러한혁명을이책을통해단지이론적가설이아니라물리학적통찰과실험적증거들,예를들어우주가탄생하고급팽창했을때의흔적을담고있는하늘에대한연구(마이크로파우주배경복사)와메가버스,중력이론과양자역학을통일한끈이론의증거들을통해그리고수학적논리를통해우주의숨겨진실체,즉우리우주밖의다른우주의실체를밝혀내고있다.
우리가사는우주가태어나던순간,온도는믿을수없을정도로높이치솟았고,엄청난에너지가단한번의폭발로이우주를탄생시켰다.빅뱅이일어난직후,아주짧은순간동안에최초의우주는엄청나게빠른속도로팽창했다.마치거품처럼.이짧은팽창의순간우리가사는우주의기초가형성되었고,이때팽창한거품이지금우리를둘러싼우주를형성했다.
우리가보는것은진짜우주의아주작은부분에불과하다.우리의우주가정말무한히크다면한가지이상한논리가성립된다.무한한크기의우주에서원자와분자의한정적인배열은어쩔수없이반복되다가,모든경우의수가바닥나면똑같은가능성이출현할것이다.이것은우리와비슷하거나똑같은존재를만들어낼수도있다는것이다.즉우주가무한히넓고거품같은우주들을수없이만들어낸다면,우리몸과지구에존재하는물질들을형성하는패턴이수없이반복되어,지금우리의인생이다중우주어딘가에서반복되고있을지도모른다는결론에이르게된다.

3｜다중우주의철학적의미
“인간은우주적규모에서보면하찮고미미하지만,다른의미에서는세계의창조자이다!”
고전역학의세계에서는우주의당시상태를완벽하게이해하고분석할수있다면우주의모든과거와미래는예측가능한,달리말해결정되어있는것이었다.여기에인간의자유의지가개입할여지는조금도없다.그러나양자역학이등장하여우리는확률만알수있을뿐결정론적예측은불가능하게되었다.그것은양자역학에있어‘관측’이라는변수가개입함으로써확률에서결과로넘어가는과정중인간의자유의지가개입하게된다.이로써다중우주의해석과정에서여러가지가능성들이관측을통해하나의값으로정해질때,우주는여러갈래로나뉠수있게된다.자유의지는이여러갈래의우주들중어떤우주로나아갈지결정하게된다.
바로이지점에서브라이언그린저술의탁월한면모가드러난다.그린은최첨단현대물리학의발전에따라이자유의지에의해갈래가나뉘어다양하게현대우주론의역사를앞에서끌어가고있는9가지다중우주(누벼이은다중우주,인플레이션다중우주,브레인다중우주,주기적다중우주,랜드스케이프다중우주,양자다중우주,홀로그램다중우주,시뮬레이션다중우주,궁극의다중우주)에대한일목요연하게정리하고설명하여,이한권으로고대부터현재에이르는물리학과우주학의전체지형도를그리고있다.
또이책은우리에게인간에대한근본적인물음을함으로써우리자신을돌아보게한다.우리가수많은우주들중하나에살고있다면,우주에서우리의입지와중요성이그만큼줄어든다고생각할수있다.하지만사실우주적기준에서가치라는것은상대적인희귀성과는관련이없다.생명체가태어나기에적합한환경(은하나별이나행성이형성되는따위의)이우주에서만들어지고실제로그어느곳에서생명체가태어나오랜시간동안진화가가능해야하고마침내고등의지성을가진생명체가생겨날조건은매우까다로운조건임에분명하다.우리인간의존재자체가우리우주의근본적인비밀에대한결정적인단서가되는셈이다.그리고우주가여러개일경우그각각의우주를‘단절’된영역속에개별로떼어놓을수없다는것은상상가능하다.이를테면A우주와B우주는단절된영역속에따로존재하는것이아니라,분명히‘상호작용’을하고있을것이라는말이다.이러한점에서‘인간의자유의지와선택’은,작게는현대물리학이크게는우리가살고있는우주또는우리가알지못하는다른우주의미래에결정적역할을하게될것이다.

《멀티유니버스》는다중우주가설이물리학이론에필연적으로도입된과정과그것을이해하는데필요한지식-고전역학,상대성이론,양자역학,초끈이론등과그성과들-을간단하면서도명료하게소개하고있다.시간이절대적인것이라믿었던뉴턴의물리학에서부터,시간이상대적이란사실을보여준아인슈타인,공간또한‘얽힌고리’같다는것을밝힌양자론,평범한시공간속에다른‘차원’이숨어있음을주장하는초끈이론까지를망라하여다루고있어서,현대물리학의최대난제인‘다중우주’에관한전문적이고어려운책이아니라인류의우주론의핵심과의미를일목요연하게소개하는최고의교양과학대중서라고할수있다.
그리고앞서살펴본바처럼그린은종교?철학?윤리와구분되지않던고대과학론에서인간의주관성이철저히배제된근대과학론에이어,다시인간의‘자유의지’를현대과학론에서부활시킴으로써과학과철학의상보적관계를수학적논리와물리학적통찰로규명하고있다.이것은과학과별개인철학,과학과별개인윤리학이아닌자연과학과인문과학은함께갈수밖에없는운명임을말이아닌,누구도반박할수없는확실한증거로입증해낸다.
단하나의우주라는패러다임을버림으로써우리앞에광대한가능성이열렸다.아직그무엇도확실한새로운패러다임으로정해진것은없다.하지만단일우주와다중우주,또는그외의다른이론들중어느것이과연진정한실체인가?결과를아는사람은아무도없다.그러나우리의한계를파악하고광대한진리를찾으려면합리적인이론들을끊임없이추구해야한다.《멀티유니버스》는우리우주밖의다른우주들의증거에관한총체적인이야기를수학적논리,물리학적통찰을통해,우주에대한우리의이해를깊어지게하고우리의사고를방대한실체를가로질러우주전역으로확장시키는데한걸음더다가가게하는안내서가될것이다.