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우주의 시작은 오래 전부터 과학자들이 꾸준히 던져왔던 질문이었어. 나 역시 이 질문에 대한 답을 찾기 위해 끊임없이 노력을 기울였지.
정상 우주론 VS 빅뱅 우주론
지금은 많은 사람들이 우주가 하나의 점에서 만들어졌다는 ‘빅뱅 우주론’을 당연하게 받아들여요. 하지만 과거에는 빅뱅 우주론보다 ‘정상 우주론’을 더 친근하게 느꼈답니다. 정상 우주론은 ‘우주는 시작과 끝이 따로 없고 영원히 똑같은 상태를 유지하며 변화하지 않는다’는 이론이지요.
호킹 박사가 대학원생이었던 당시, 과학자들은 정상 우주론과 빅뱅 우주론을 두고 뜨거운 논쟁을 벌였어요. 정상 우주론에서는 아무 것도 없는 무의 상태에서 대폭발(빅뱅)이 일어나 우주가 만들어졌다는 증거가 없다며 빅뱅 우주론이 틀렸다고 주장했지요.
하지만 1964년 ‘우주배경복사’가 발견 되면서 빅뱅 우주론이 힘을 얻게 됐어요. 우주 배경 복사는 우주가 만들어질 당시 폭발과 함께 뿜어져 나온 빛이 오늘날 관측되는 것으로, 빅뱅의 중요한 증거로 여겨진답니다.
우주는 점에서 시작됐다?
한창 논란이 진행되던 시기에 호킹 박사는 빅뱅 우주론을 지지하고 있었어요. 정상 우주론에서 제시한 이론을 호킹 박사가 직접 계산해 본 결과, 모순되는 점들을 발견했거든요. 1966년, 호킹 박사는 이러한 내용을 바탕으로 빅뱅 우주론을 지지하는 박사학위 논문을 썼답니다.
호킹 박사에게 영감을 준 사람은 영국 옥스퍼드대학교 수학과 교수이자 세계적인 석학 ‘로저 펜로즈’예요. 호킹과 펜로즈는 우주가 계속 팽창을 하고 있다는 사실에서 아이디어를 얻고 시간을 거꾸로 돌려서 이 팽창을 거꾸로 되돌리면 어떤 일이 벌어지는지 수학적으로 계산해 봤지요. 계산 결과, 지구, 태양, 은하, 성운 등 우주에 있는 모든 물질이 하나의 점으로 압축될 수 있다는 결론이 나왔답니다.
이 점이 바로 ‘특이점’이에요. 특이점은 크기가 한없이 작고, 밀도는 한없이 큰 성질을 갖고 있답니다. 우주가 하나의 점에서 시작됐다고 주장하는 빅뱅 우주론의 핵심이지요. 즉, 호킹과 펜로즈는 특이점의 존재를 증명함으로써 빅뱅 우주론이 가능하다는 강력한 증거를 마련한 셈이랍니다.
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