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시뮬레이션 다중우주 - 4단계 다중우주

다중우주
- 누벼 이은 다중우주 (Quilted Multiverse) : 무한히 큰 우주공간에 걸쳐 평행우주가 반복되고 있다.
- 인플레이션 다중우주 : 영원히 지속되는 우주적 인플레이션은 무수히 많은 거품우주를 낳는다
- 양자적 다중우주 : 양자역학의 확률파동에 존재하는 다양한 가능성들은 수많은 평행우주에서 모두 실현된다.
- 시뮬레이션 다중우주 : 기술이 발전하면 컴퓨터 시뮬레이션으로 실제로 똑같은 우주를 만들어낼 수 있다.
- 주기적 다중우주 : 브레인세계들이 충돌이 반복되면 공간이 아닌 시간을 따라 다중우주가 존재하게 된다.
- 경관 다중우주(Landscape) : 인플레이션 우주론과 끈이론을 결합하면 다양한 여분차원들이 다양한 거품우주를 양산한다.



[특징] 가능한 우주는 모두 존재할 수 있다

테그마크 교수의 마지막 4단계 다중우주 다. 입자의 상태, 상수, 파동함수 등 물리학적 조건을 아예 자유자재로 바꾼 우주가 존재할 수 있다. 심지어 일부러 창조할 수 있다.

[아이디어] 우주와 수학은 다르지 않다

4단계 우주는 테그마크 교수가 직접 제안한 아이디어로, 추상적인 수학 속에 존재하는 우주다. 하지만 수학적 구조와 실제 물리적 우주 사이에 차이가 없다면 어떨까. 수학적으로 만들 수 있는 모든 우주가 실제로 존재한다고 말할 수 있다.궤변 같지만 아주 틀린 말은 아니다. 물질을 구성하는 것은 입자고, 입자의 성질을 규정하는 것은 입자의 종류와 입자가 만드는 장(field)이다. 입자의 장은 장 방정식으로 결정될 것이고, 입자는 지니고 있는 에너지, 파동함수 등에 따라 설명된다. 장과 장 방정식, 입자와 입자의 파동함수 등 ‘물리적 우주’와 ‘수학’ 사이의 차이를 명확히 밝히기 어렵다. 굳이 구분하자면, 물리적 우주가 있고 이를 ‘설명하기 위해’ 수학을 동원했다고 볼지, 반대로 수학이 있고 이것에 대응하는 물리적 우주가 있는지의 차이 정도다.

[등장] 상상 가능한 모든 우주를 만든다.

두 가지 입장 중 ‘물리적 우주가 있고 수학은 설명하는 것’이라는 입장을 제외하면, 우주는 곧 수학과 동일해진다. 즉 수나 방정식, 함수가 존재하면 대응하는 물리적 실체를 찾을 수 있다(실제로 입자물리학의 많은 입자를 이런 순서로 찾았으니 황당한 생각은 아니다). 따라서 컴퓨터로 다양한 수학적 우주를 만들어 물리적 다중우주를 만들 수도 있다. 상상할 수 있는 모든 수학 법칙을 지닌 우주를 만들 수 있기 때문에, 우리 우주도 이런 우주 중 하나가 된다. 이런 이유로 테그마크 교수는 ‘궁극적 다중우주’라는 말을 썼다.

[비판과 한계] 이것이 ‘진짜 우주’일까

이 다중우주는 한 가지 심오한 결론으로 우리를 이끈다. 만약, 만들어진 시뮬레이션 우주 안에 의식이 있는 생명체가 있다면 어떨까. 누군가가 자신과 자신의 우주를 만들었다는 사실을 깨달을 수 있을까. 입장을 바꿔놓고 생각해 보면, 우리는 고차원적인 곳에 있는 ‘누군가’가 우리 우주를 포함한 시뮬레이션 다중우주(또는 궁극적 다중우주)를 만들었다고 말하지 않을 수 있을까. 이 질문은 다음 질문으로 이어진다. “이것은 과학일까.”
또다른 의문도 있다. 서로 다른 수학적 구조를 지닌 다양한 시뮬레이션 다중우주 가운데 ‘진짜 우주’가 따로 있는가. 만약 있다면 이들을 시뮬레이션화한 컴퓨터와 프로그래머가 쓴 수학이 진짜 우주일까. 그렇다면 시뮬레이션 다중우주는 가짜 우주일까.