새로운 천문우주 모델: 시간의 팽창과 정지(1)

[2011년 2월 뉴스레터]

성경에 따르면 창조 네 번째 날 하나님이 별들을 만드셨다. 그런데 그 별빛이 지구까지 도착하는데 얼마나 오랜 시간이 걸렸을까? 지구에 있는 시계에 따르면 “전혀 시간이 걸리지 않았다!” 이것이 험프리 박사가 최근 연구로부터 얻은 결론이다. 험프리 박사는 창조과학연 구소(ICR) 교수로 이 문제를 풀기 위해 여러 해 동안 연구해 왔다. 그는 1994년 출간된 “별빛과 시간(Starlight and Time)”이라는 책에서 우리의 은하(Milky way) 가 우주의 중심이며 우주의 팽창과 중력에 의한 시간의 팽창(time dilation, 시간의 늘어짐)에 대한 천문학의 특징들을 발표하였었다.[1]

그리고 지구까지 별빛이 도착하는데 순간적인 것이 아나라 유한의 시간이 걸리는 것으로 보았었다. 하지만 그는 당시 그 결과에 만족하지 못했었다. 이유는 1) 근접한 별과 은하들을 설명하기에 충분한 시간팽창을 설명하지 못하였고, 2) 아인슈타인 중력장 함수 하나의 해(solution)에만 바탕을 두고 있어서 너무 복잡하고 명확한 결론을 내릴 수 없었기 때문이었다. 그러나 험프리 박사는 최근 새로운 접근으로 그 문제의 해답을 찾아 그 결과들을 창조저널(Journal of Creation)에 발표하였다.[2] 그 논문의 부록에는 새로운 메트릭(계측자)과 유도식들을 자세히 보여 주고 있다.

시간의 팽창과 정지
새롭게 유도된 메트릭은 기존 것에 비해 복잡하지 않다. 비교적 간단하지만 엄격하다. 기존의 메트릭 안에서 시간팽창의 문제는 암시적이었기 때문에 아무도 주목하지 못했었다. 하지만 새 메트릭은 시간팽창의 특징을 명확하게 보여 주는데 임계점에 이르면 시간이 정지된다. 험프리 박사는 이렇게 시간이 팽창하다가 정지하는 특징을 무시성(achronicity) 또는 시간의 초월성(timelessness)이라고 불렀다. 이는 그 영역에서는 시간 자체를 포함하여 시계와 모든 물리적인 과정이 완전히 정지되기 때문이다. 이 현상은 하나의 블랙홀 중심으로부터 일정거리에 떨어진 사건의 지평(Event horizon)에서 시간이 완전히 정지되는 시간의 팽창(늘어짐)과 비교될 수 있다. 험프리 박사는 2008년에 발표한 논문에서 이 새로운 메트릭이 어떻게 직접 무시성(timelessness)에 이르는지 자세히 보여 주었다. 그는 새로운 메트릭으로 1) 순수 중력에 의한 시간팽창, 2) 정지 상태 물체의 시간팽창, 3) 시간을 통제하는 빛의 속도 및 4) 빛의 속도를 통제하는 공간을 설명하고, 그리고 논문의 마지막 페이지에 시간의 팽창과 무시성을 새로운 천문우주 모델에 적용하였다.

두루마리 공간
이 새로운 천문우주 모델을 이해하는데 첫 단계는 먼저 우주가 텅 빈 공간이 아니라는 점을 인정해야한다. 과학과 성경말씀 모두 우주 공간이 우리가 볼 수 없고 감지할 수 없는 하나의 고체(solid material)임을 강하게 암시하고 있다. 성경(이사야 40:22)은 여러 곳에서 “하나님이 하늘을 장막(curtain)같이 펴시며”라는 표현을 하고 있다. 이 구절들은 그 우주 공간의 물질을 마치 하나의 트램폴린(trampoline)과 같이 끌어당겨 펼쳐질 수 있는 장막이나 천(fabric)을 연상케 한다. 우리가 거주하고 있는 우주를 보자. 이 우주는 길이, 폭, 그리고 높이 등 3방향으로 3차 원이다. 책상 위에 편지지 종이 한 장을 놓아 보자. 폭이 8.5인치 길이가 11인치이지만 두께는 단지 0.003인치에 불과하다. 그러니까 두께 방향으로는 점유율이 크지 않다. 이번에는 그 종이를 하나의 두루마리처럼 말아보자. 이때 우리는 책상 위에 있는 종이를 말기위해서 세 번째 차원인 높이를 사용했으며 그 얇은 종이의 두께가 그렇게 할 수 있도록 해줬다. 따라서 만일 하나의 물체가 한 방향으로 치수가 매우 작으면 우리는 그 방향으로 종이처럼 말 수가 있다(그림 4 참조).

그런데 성경은 하늘(우주 공간)에 대하여 그렇게 말하고 있는 점이 매우 흥미롭다. …하늘들이 두루마리같이 말리고… (사34:4). 여기서 성경의 문구는 “하늘의 무리(host of heaven)”를 뜻하는데 별들과 하늘의 공간을 포함하는 말이다. 또 여기서 하나님은 하늘을 통제할 수 있는 하나의 물질로 묘사하고 있다. 우리는 3개의 축 방향으로 매우 높고, 넓고, 긴 하늘을 볼 수 있다. 그러나 하나님은 그 하늘을 하나의 두루마리처럼 말겠다고 표현 하고 있다. 이는 하늘이 우리가 볼 수 없는 네번째 방향으로 매우 얇음을 암시해준다. 따라서 그 네 번째 방향으로 더 큰 공간이 있음이 틀림 없으며 그 방향으로 말 수 있다는 의미일 것이다. 이 구절의 미래 시제는 하늘들이 말아 들릴 때가 지금이 아니라는 뜻이다. 우리가 인식하지 못하는 이 네 번째 차원으로 우주 공간은 풀려있는 두루마리처럼 평평(flat)하다. 우리가 볼 수 있는 3차원은 보다 더 큰 4차원적인 공간 내에 얇은 종이장(sheet)처럼 존재한다. 일부 과학자들은 이것을 초월 공간(hyperspace) 이라고 부르기도 한다.

• 이동용 박사 (항공기계공학)

참고문헌

1. Humphreys, D.R. 2008, New time dilation helps creation cosmology, Journal of Creation, 22(3): 84-92
2. Humphreys, D.R. 1994, Starlight and Time, Green Forest, AR: Master Books, 67. Creation Truth