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랜드스케이프 다중우주 - 끈이론  

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] 우주를 설명할 새로운 생각

물리학자들은 다시 한번 오래 전 아인슈타인(Albert Einstein, 1879~1955)이 제기했던 ‘우주상수’를 떠올렸다. 먼 천체(초신성) 연구 결과, 우주가 팽창하는 속도가 점점 빨라지고 있다는 사실이 새로 발견된 것이다. 팽창 속도가 점점 빨라지려면 서로 당기는 이들 천체를 강제로 멀리 떼어놓는 힘, 즉 반발력에 해당하는 힘이 따로 존재해야 했다. 아인슈타인이 우주가 수축하지 않도록 추가한 우주상수가 후보가 될 수 있었다.
오늘날 물리학자들은 우주상수를 ‘진공이 원래 가진 고유 에너지의 밀도’로 본다. 양자역학에 따르면, 진공은 물질과 에너지가 없는 상태가 아니다. 입자와 반입자가 끊임없이 생겨나고 다시 서로 충돌해 끊임없이 사라지는 상태다. 이 과정에서 에너지가 나온다. 우주는 이 진공 에너지로 가득 차 있다. 이 에너지는 미는 힘으로 작용할 수 있으며, 천체 등 물질이 갖는 중력(끌어당기는 힘으로, 결국 우주를 수축시킨다)에 대항해 우주를 팽창시킨다.

현재 관측으로 확인된 우주상수는 대단히 작다(물리학자들이 쓰는 단위 없는 기준으로 10-123). 그리고 시간에 따라 변화하지 않는 값, 즉 상수다. 그런데 이 값이 정확히 지금의 값이 된 이유를 설명하기가 쉽지 않다. 오묘하게도 지금의 우주상수는 물질과 은하를 만들고, 생명체를 탄생시키기에 딱 맞는 값을 가지고 있다. 스티븐 와인버그 미국 텍사스대 교수는 “우주상수가 지금보다 수백 배 커지면 생명은 물론 은하도 탄생할 수 없다”고 주장했다. 때문에 “우주를 (인류를 탄생시키기 위해) 신이 만들었다”는 주장을 하는 경우도 있었다. 이 주장을 부정하기에는 우리 우주의 우주상수가 너무나 절묘했지만, 새로운 다중우주론이 이 문제를 해결할 후보로 등장했다.
우주상수의 범위 예. 그래프에서 주변장(field)보다 상대적으로 값이 낮은 곳은 안정된 곳이기 때문에 모두 우주가 생성될 가능성이 있다. 우리 우주의 우주상수는 이 가운데 0보다 약간 큰 지점에 위치한다. 하지만 아직까지 끈이론에서 계산한 값은 대부분 음수 결과를 나타내고 있으며, 양수는 거의 발견되지 않았다. 우주상수가 음수인 우주는 팽창하지 못하고 쪼그라들어 오늘날 존재한다 해도 다중우주를 구성할 수 없다. 하나하나가 안정한 상태의 우주가 될 수 있다. 단, 음수 우주상수를 지닌 우주는 쪼그라든다.


[등장] 풍경 속 다중우주의 탄생

일단 이렇게 탄생한 우주 중 우주상수가 양의 값을 우주는 팽창한다(음의 값을 지닌 우주는 쪼그라든다). 팽창하는 우주가 탄생한 것이다. 그런데 복잡한 문제가 더 있다. 양자역학에는 ‘터널 효과’가 있다. 이에 따르면, 양자는 벽을 뚫고 이동하는(정확히는 벽 너머에서 발견되는) 현상이 가능하다. 확률이 다를 뿐 양자는 여러 개의 상태로 존재할 수 있고, 위치 역시 그런 상태 중 하나기 때문이다. 이 논리를 풍경에 적용하면, 앞서 말한 상대적으로 안정한 에너지 상태 가운데 일부는 무작위로 에너지가 더 낮은 다른 안정한 상태로 변할 수 있다. 이는 그 상태에서 탄생한 우주가 다른 우주상수를 지닌 전혀 다른 우주로 변할 수 있다는 뜻이다.
우주에서 이런 일이 일어나면 어떻게 될까. 우주 안에 새로운 우주가 생긴다. 물 속에서 갑자기 물분자 하나가 기름으로 바뀌었다면 그 지점은 작은 기름 방울로 분리될 것이다. 공기가 됐다면 기포가 될 것이다. 이 기포 가운데 역시 우주상수가 양의 값인 우주는 팽창한다. 새끼 우주가 태어나는 셈이다. 만약 이 안에 또다시 터널 효과가 일어나고, 역시 우주상수가 양수라면 손자 우주로 자라난다. 이렇게 되면 시공간은 그 안에 작은 새끼 거품이 자라고 있는, 역시 팽창하고 있는 거품 우주로 가득차게 된다. 각각의 거품은 서로 독립돼 있으며, 우주상수를 비롯해 모든 물리법칙이 다른 다중우주가 된다.


[비판과 한계] 10⁵⁰⁰개의 우주상수는 어디로 갔는가

랜드스케이프 다중우주의 강점은 다양한 우주상수를 지닌 우주를 찾을 가능성이 있다는 점이다. 이것은 끈이론을 통해 여분차원의 다양한 조건을 계산하면 다양한 진공에너지 밀도(우주상수)를 얻을 수 있기 때문이다. 이렇게 얻은 우주상수들 중에 우리우주와 같은 우주상수도 있어야 한다.
하지만 현재까지 초끈이론의 범주에서 수학적으로 얻은 우주상수 중 값이 양수인 우주상수는 거의 없다(우리 우주의 우주상수는 0보다 약간 큰 양수다). 이필진 고등과학원 물리학부 교수는 “음수인 우주상수는 무수히 많이(101000개) 계산해냈지만, 양수인 해는 현재까지 한 가지 종류만 알려져 있다”며 “끈이론 내부에서도 수학적으로 다중우주가 있느냐에 대해 여전히 확신하지 못 하고 있다”고 말했다. 음수인 우주상수를 갖는 우주는 아무리 많아도 은하가 만들어지지 않고 수축해 버려 다중우주 논의에서는 다룰 이유가 없다. 이 교수는 “음수 우주상수 계산 결과 중 일부를 수학적인 방법을 이용해 양수로 만드는 방법이 세계적으로 연구되고 있다”고 말했다.


우주의 풍경: 끈 이론이 밝혀낸 우주와 생명 탄생의 비밀

레너드 서스킨드 : The Cosmic Landscape

1장 파인만이 그린 우주
2장 모든 물리 문제 중의 문제
3장 풍경 소그이 우주
4장 유일성과 우아함의 신화
5장 현대 물리학을 덮친 날벼락 같은 발견
6장 얼린 물고기, 삶은 물고기
7장 고무줄놀이 우주
8장 끈 이론의 부활
9장 1900년 1월 1일 이후, 물리 실험이 없었다면?
10장 끈 이론의 부품들
11장 거품 목욕탕 우주
12장 블랙홀 전쟁
13장 메가버스로 채워진 가능성의 풍경

우주와 생명은 우연의 산물인가, 아니면 어떤 원리의 결과인가?

우주에 생명이 존재하는 이유는 무엇일까 하는 너무나도 당연한 문제는 오랫동안 과학자들을 괴롭혀 왔다. 왜냐하면 우리가 아는 물리 법칙과 원리는, 우주란 무엇인지를 질문하는 지적 생명체인 인간과 생명을 아주 드물게만 허용하기 때문이다. 우리 우주에 인류와 생명이 태어날 수 있었던 데에는 어떤 조정이 필요한 것처럼 보이는 것이다. 중력의 세기에서부터, 우주 팽창의 속도, 전자와 전자가 서로를 끌어당기는 힘의 세기 등까지 서로 얽혀 있는 수많은 상수들이 아주 미세하게 조정되어야만, 생명과 인류가 탄생할 수 있다. 물리학자들은 이것을 우연이라고만, 행운이라고만 설명한다. 이 틈, 이 과학자들이 설명을 멈춘 바로 이 지점을 창조론자(인격신이 우주를 창조했다고 믿는 사람들)들과 지적 설계론자(어떤 지적 존재가 우주를 설계했다고 믿는 사람들)이 파고든다. 그러나 서스킨드는 바로 이 지점에서 물리학자들, 과학자들이 멈춰 설 필요가 없다고 주장한다. 우리는 우주가 우리 인류에게 특별히 호의적인 것처럼 보이는 이유를 설명할 수가 있다는 것이다.

서스킨드는 이 책에서 수많은 이론 물리학자들의 희망을 모았다가, 실망만을 안겨 주고 역사의 뒤편을 사라질 뻔했던 끈 이론의 역사를 되짚으며, 우주의 가장 큰 수수께끼, “우주는 왜 우리와 같은 형태의 생명이 존재할 수 있도록 특별히 설계된 것처럼 보이는 것일까?”를 해결할 희망은 끈 이론 속에 있음을 보여 준다. 그리고 새롭게 진화하고 있는 끈 이론이 유도해 낸 ‘풍경(Landscape)’와 ‘메가버스(Megaverse)’라는 개념을 받아들인다면, 초월자나 신 또는 지적 설계자가 아니면 설명할 수 없을 것 같은 문제, 과학자들이 뛰어넘기를 포기한 갭을 넘어갈 수 있음을 역설한다.
그러나 물리학자를 비롯해, 과학자들은 이러한 수수께끼에 대한 설명을 ‘인간 원리(Anthropic Principle)’라며 오랫동안 금기시, 터부시해 왔다. 존 배로를 비롯한 우주론자들이 주장하기 시작한 인간 원리는 인간이 탄생하도록 자연 법칙이 미세하게 조정되어 있다는 가설적 원리이다. 신 없이 모든 것을 설명할 수 있다고 믿는 과학자들은 이 인간 원리가 과학자들이 오랫동안 고심 끝에 쫓아낸 신과 창조주를 과학 속으로 은근슬쩍 되가지고 오는 트로이의 목마가 될 수 있다고 우려한다. 그러나 서스킨드는 자신 역시, 뉴턴의 역학에 근거해 나폴레옹에게 “폐하, 저는 그 가설이 필요하지 않습니다.”라고 당당하게 말한 라플라스처럼, 끈 이론의 풍경 개념과 메가버스 개념을 가지면 인간 원리를 가지고 “우주는 왜 우리와 같은 형태의 생명이 존재할 수 있도록 특별히 설계된 것처럼 보이는 것일까?”라는 수수께끼를 해결할 수 있음을 설득력 있게 보여 준다.

우주는 하나가 아니라 10⁵⁰⁰개나 존재한다!
메가버스로 채워진 가능성의 풍경을 탐구하라

만약 엘러건트 유니버스 따위는 없다는 이 주장이 옳다면, 우리는 21세기 초반, 또 한번의 과학 혁명을 현장에서 목격하는 역사의 목격자가 될 수 있을 것이다. 우아한 최종 이론이 존재하지 않을 수 있다는 것은 아인슈타인을 비롯해, 수많은 물리학자들이 꿈꿔 왔던 과학의 신화 중 하나가 산산조각 몰락하는 것이기 때문이다. 모든 과학 혁명이 그랬듯이 이 신화의 몰락은 어떤 지평의 확장을 가져올 것인가? 아니, 어떤 패러다임 전환을 가져올까? 이것은 현대 이론 물리학계의 초미의 관심사이기도 하다. 서스킨드는 바로 이 지점에서 풍경과 메가버스가 패러다임의 대전환을 가져올 현대 과학 혁명의 가장 중요한 열쇠라고 주장한다.

우주와 생명의 탄생을 지배하는 근본 원리에 대한 완벽하게 새로운 탐구

그러나 더 직접적인 검증의 가능성을 포기하는 것은 분명히 너무 이르다. 이론과 실험이 보통 ‘손에 손 잡고’ 발전한다는 것은 사실이지만, 언제나 그런 것은 아니다. 앨런 구스의 급팽창 우주론이 관측으로 검증되는 데에만 20년 넘게 걸렸다. 초기에는 거의 모든 사람이 그 아이디어는 흥미롭지만 절대로 검증될 수 없으리라고 생각했다. 나는 앨런 구스조차도 그 진실이 확인될 것이라는 데에 회의적이었으리라 생각한다.
더 극단적인 것은 다윈의 이론이다. 그것은 세계에 대한 폭넓은 관찰과 매우 예리한 직관에 기반하고 있다. 다윈의 이론이 처음 등장했을 때 직접적이고 통제된 실험적 검증은 완전히 불가능해 보였다. 다윈 이론을 검증하려면 타임머신을 타고 수십억 년은 아니더라도 수백만 년 전으로 돌아가야 했기 때문이다. 그러나 영리한 생물학자들과 화학자들은 그 이론을 엄밀한 실험적 검증 아래 놓으려면 어떻게 해야 하는지 결국 알아냈다. 그러나 약 100년이 걸렸다. 때때로 이론은 길을 밝히기 위해 먼저 전진해야 하는 법이다.-본문에서

풍경(Landscape)은 물리 법칙이 가질 수 있는 모든 가능성들이 펼쳐져 있는 수학적 공간이다. 풍경의 위치에 따라 우리가 아는 물리 법칙들은 다 달라질 수 있다. 이 풍경의 어떤 위치에서는 중력이 거리의 제곱에 반비례해 약해지지 않고 거리의 세제곱에 반비례해 더 급격하게 약해질 수 있다. 또 어떤 풍경에서는 거리가 멀어짐에 따라 더 강해질 수도 있다. 물리 법칙은 절대적으로 변하는 것이 아니라 환경에 따라 풍경에 따라 달라지는 것이다.

메가버스(Megaverse)는 기존의 우주(Universe)를 대체하기 위해 서스킨드가 새로 고안해 낸 개념이다. 영어에서 Universe는 복수형이 존재하지 않는 명사 중 하나이다. 존재하는 모든 것을 포함하는 우주가 여러 개일 수 없기 때문이다. 그러나 우리가 관측할 수 있는 우주(137억 년의 나이와 150억 광년 정도의 크기를 가진 우주), 우리가 알고 있는 물리 법칙(입자 물리학의 표준 모형, 상대성 이론 등)으로 설명할 수 있는 우주는 존재하는 모든 것이 아니다. 우리가 관측할 수 없고, 우리가 알고 있지 않은 물리 법칙으로 설명해야만 하는 우주가 실재하기 때문이다. 이것은 이론적 가능성이 아니며, 최근의 천문학적 발견들이 시사하고 있는 바이기도 하다. 서스킨드는 기존의 우주 개념으로 포괄할 수 없는 이 모든 것을 포함시키기 위해 메가버스라는 단어를 새로 만들었다. 여기에는 기존의 과학 교양서에서 사용된 ‘평행 우주’, ‘다중 우주(multiverse)’ 같은 개념들이 모두 포함된다.

이 풍경 개념과 메가버스 개념은 현대 끈 이론이 도달한 결론 중 하나이다. 이 끈 이론에 따르면 우주에는 수학적으로 모순이 없고, 우아하고 유일한 이론으로 설명할 수 우주의 수가 단 하나가 아니라 10500개이다. 10500개의 우주, 10500개의 최종 이론, 10500개의 대폭발(우주 탄생), 10500개의 우주 진화, 10500개의 세계가 메가버스 안에 존재하는 것이다. 창조론과 지적 설계론은 설자리가 없어지고, 통계학과 수학으로 이 모든 것을 설명할 수 있게 된다. 우주가 단 하나라는 인류 탄생 이래의 오랜 패러다임을 버린다면, 우리에게는 광대한 가능성의 풍경이 펼쳐지는 것이다.

10500개의 우주가 있다면, 그중에는 생명을 허용하는 우주도, 인류와 같은 지적 생명체의 탄생과 진화를 허용하는 우주도 분명 존재할 것이다. 우리가 단 하나의 우아한 이론이라는 물리학자들의 오래된 신화를 어느 정도 포기한다면, 우주의 탄생과 생명의 진화를 어떠한 초월자나 신의 개입 없이 과학적으로 자연스럽게 설명할 수 있게 될 것이다. 그리고 현대 과학의 과제는 단 하나의 우주에 대한 탐구가 아니라, 무한정 광대한 메가버스와 풍경에 대한 탐구로 바뀌게 될 것이다.

이런 의미에서 현대 과학은 분수령에 도달했다고 할 수 있다. 서스킨드는 이 혁명은 이론에서의 논의가 아니라 실험적 증거들이 발견될 때 완성될 것이라고 주장한다. 우주가 탄생하고 급팽창했을 때의 흔적을 담고 있는 하늘에 대한 연구, 즉 마이크로파 우주 배경 복사에 대한 정밀한 연구에서 풍경과 메가버스의 증거들, 중력 이론과 양자 역학을 통일한 끈 이론의 증거들, 즉 우리 우주 밖의 다른 호주머니 우주들의 증거를 발견할 수 있을 것이라고 전망한다. 이 실험적 증거의 발견은 과학 혁명의 분수령을 넘어갈 수 있게 해 줄 것이다. 이 분수령을 넘는 과정에서 인류의 우주관과 우주에 대한 지식은 근본적으로 바뀔 것이다. 이것은 과학의 역사에서 코페르니쿠스와 다윈의 혁명에 비견할 만한 거대한 혁명이 될 것이다. 이 책 『우주의 풍경』은 새로운 패러다임이 지배할 시대를 보여 주는 첫 번째 책이 될 것이다.

서스킨드는 이렇게 책을 마친다.

그렇다고 해서 이 책이 어떤 지적 행위자가 어떤 목적에서 우주를 창조했을 가능성을 감소시킨 것은 아니다. 궁극적으로 실존적인 질문인 “왜 무(無)가 아니라 유(有)인가?”에 대한 답은 끈 이론이 발견되기 전과 지금도 전혀 달라지지 않았다. 만약 창조의 순간이 있었다고 해도, 그것은 대폭발의 초기 역사에서 발생한 폭발적 급팽창의 장막으로 우리의 눈과 망원경으로부터 감춰졌을 것이다. 만약 신이 있다면, 그는 스스로 무의미해지기 위해 많은 노력을 기울였을 것이다. 나는 이제 피에르 시몽 드 라플라스의 말을 인용하며 이 책을 마치려고 한다. “저는 그 가설이 필요하지 않습니다.”

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[서평] 우주의 풍경   이덕환 [과학과 기술 2012/01]

  
요즘 이론물리학에 대한 관심이 부쩍 높아지고 있다. 유럽입자물리연구소(CERN)에서 쏟아져 나오는 연구 성과 덕분이다. 세상에 빛보다 빨리 움직이는 물체는 존재할 수 없다는 아인슈타인의 특수상대성 이론에 도전하는 것처럼 보이는 실험 결과가 시작이었다. 이론물리학에서 1930년대부터 그 존재를 예측했지만 아직도 우리에게는 익숙하지 않은 ‘중성미자’(뉴트리노)가 논란의 중심에 있다. CERN의 양성자 가속기에서 방출된 중성미자가 약 732킬로미터 떨어진 이탈리아 그란사소의 오페라(OPERA) 검출기에 빛보다 60나노초 빨리 도착하는 측정 결과가 얻어졌다는 것이다.
역시 CERN의 강입자가속기(LHC)에서 얻어진 실험 결과도 빛보다 빨리 움직이는 중성미자만큼이나 흥미로운 것이었다. 양성자를 빛의 속도로 가속시켜 충돌시키는 실험에서 일반 언론에서 ‘신의 입자’라고 부르는 ‘힉스 보손’이 붕괴할 때 나타나는 것으로 추정되는 흔적을 처음으로 발견했다는 것이다. 아직은 힉스 보손의 존재를 확실하게 밝혀낸 것은 아니다. 그러나 이번 실험은 1960년대 이론물리학의 최고 성과로 알려진 ‘표준 모형’이 실험적으로 확인되는 정말 역사적인 순간에 한 걸음 다가선 것으로 평가되기 때문에 전 세계 물리학계가 흥분하게 된 것이다.
‘수리물리학’이라고 부르기도 하는 이론물리학은 말 그대로 ‘실험’을 하지 않는 물리학의 분야를 말한다. 자연에서 관찰되는 현상을 합리화 시키고, 설명하고, 예측하는 모든 일을 수학적 모형과 추상적인 개념에 의존한다. 이론물리학의 범위는 광대하다. 우리가 과학으로 설명하고 싶어 하는 모든 문제가 이론물리학의 대상이 된다고 해도 크게 틀리지 않는다. 사실 이론물리학이라고 해서 실험과 전혀 무관한 것도 아니다. 실제로 과학 특히 물리학의 발전은 이론과 실험의 긴밀한 관계에 의해서 발전해왔다고 봐야 한다.
그렇다고 이론물리학이 언제나 실험의 한계에 묶여 있는 것도 아니다. 현재의 실험 기술로는 확인이 불가능하더라도 이론물리학은 상관하지 않는다. 실제로 이론물리학에서 제안된 사실들이 뒤늦게 실험으로 확인된 경우가 더 많다고 해도 크게 틀리지 않을 정도다. 상대성 이론이 그렇고, 우주론의 대부분이 그렇다. 오늘날 이론물리학에 대한 사회적 관심이 높아지고 있는 것도 이론물리학에서 미래의 과학이 어떤 방향으로 진화할 것인지를 짐작할 수 있기 때문이다. 미래의 모습을 미리 살펴본다는 사실 자체가 많은 사람들의 가슴을 뛰게 만드는 놀라운 힘을 가지고 있다.
세계적인 이론물리학자로 우리에게 ｢블랙홀 전쟁｣(‘과학과 기술’ 2011년 11월 문화산책)로도 알려져 있는 레너드 서스킨드의 ｢우주의 풍경｣은 이론물리학의 정수(精髓)라고 할 수 있는 우주론을 핵심을 소개해주는 놀라운 책이다. 우주론이 해결하고 싶어 하는 가장 궁극적인 질문은 ‘우리의 우주가 왜 지금과 같은 풍경으로 만들어지게 되었을까?’라는 것이다. 다시 말해서, 우리가 살고 있는 바로 ‘이 우주’는 왜 스스로의 존재와 우주의 정체에 대해 의문을 제기할 정도의 지적 능력을 가진 ‘지적 생명’이 존재할 수 있도록 특별하게 설계된 것처럼 보이게 되었을까? 우리가 흔히 인간 원리(anthropological principle)라고 부르는 궁극적인 의문이 바로 그것이다.
물론 이런 질문을 쉽게 해결할 수 있는 방법이 있다. 모든 것은 ‘절대자’ 또는 ‘창조자’의 뜻에 맡겨 버리는 것이다. 우리의 우주도 우리의 탄생을 의도했던 창조자에 의해 다른 풍경이 아니라 바로 이런 풍경으로 기획되고 설계되었다는 것이다. 그런 초자연적인 능력을 가진 초월적 존재를 믿는다면 모든 문제가 해결되는 셈이다. 우주의 지금 풍경이 초월적 존재에 의한 것이라고 믿는다면 더 이상 궁금하게 여길 것도 없고, 사실은 더 이상 의문을 제기하는 것 자체가 무의미해져 버린다. 그런 믿음이 진실일 수도 있을 것이다. 그럼에도 불구하고 초월적 존재를 인정한다면 결국 과학이 설 자리가 송두리째 사라져 버리는 것이다. 대부분의 이론물리학자들을 포함해서 대부분의 과학자들이 ‘지적 설계’(intelligent design)에 거부감을 보이는 것도 바로 그런 이유 때문이다.
서스킨드를 비롯한 많은 이론물리학자들은 초월적 존재에 의존하지 않고 문제를 해결하고 싶어 한다. 이성적으로 확실하게 설명할 수 없는 ‘신비’도 쉽게 용납하지 않는다. 세상의 모든 것은 우리의 능력으로 설명을 할 수 있을 것이라는 기대가 이론물리학자들의 가장 중요한 힘의 원천이다. 아인슈타인과 같은 걸출한 재능을 가진 뛰어난 과학자도 해결하지 못한 난제(難題)를 포기하지 않고 끈질기게 도전하는 힘이 바로 우리 스스로 모든 것을 이해하고 설명할 수 있을 것이라는 기대에서 비롯되는 것이라는 뜻이다. 물론 그런 일이 가능할 것이라는 보장은 어디에도 없다. 그럼에도 불구하고 이론물리학자의 도전을 앞으로도 계속될 것이고, 어쩌면 지구상에 인간이라는 지적 생명체가 존재하는 한 그런 도전은 중단되지 않을 것이다.
그렇다고 이론물리학자들이 무모한 것은 아니다. 오히려 정반대로 이론물리학자들의 입장은 매우 겸손하고 소박하다. 자신들이 만들어놓은 이론이 완전하지 않다는 사실을 누구보다 확실하게 이해하고 있고, 그런 사실을 절대 부정하지도 않는다. 우주를 구성하는 물질의 90%가 정체조차 파악할 수 없는 ‘암흑 물질’로 이루어져 있고, 우주에 존재하는 에너지의 70%가 확인조차 할 수 없는 ‘암흑 에너지’이라는 알쏭달쏭한 주장에도 이론물리학자들이 흔들리지 않고 담담할 수 있는 것도 자신들의 이론에서 예측하지 못한 무엇이 남아있을 수 있다는 사실을 미리부터 인식하고 있었기 때문이다.
서스킨드의 ｢우주의 풍경｣은 우주의 풍경을 알아내기 위한 이론물리학자들의 성과 중 하나인 ‘끈 이론’에 대한 것이다. 그동안 이론물리학자들이 우주가 지금처럼 된 것은 그저 단순한 우연 때문이었을 것이라고 애써 외면해왔던 인간 원리에 본격적으로 도전을 하기 시작했다는 뜻이다. 물론 아직은 갈 길이 많이 남아있고, 궁극적으로 어떤 결론에 도달하게 될 것인지를 짐작할 수는 없는 상황이다. 그럼에도 불구하고 오늘날의 도전은 의미가 있는 것이다. 그런 도전이 우리가 스스로 자존심을 가지고 살아갈 수 있는 존재라는 자긍심을 가질 수 있도록 만들어주는 것이기도 하다.
끈 이론은 지난 400여 년 동안 우리를 감동시켰던 이론물리학을 전혀 새로운 수준으로 변화시키고 있다. 우리가 살고 있는 우주는 끊임없이 요동을 친다. 그런 우주에서 아름답고, 유일하고, 우아한 물리법칙을 찾아내겠다는 것은 우리의 무의미한 망상일 뿐이다. 우주가 지금까지 우리가 그 존재를 확인한 입자들로만 구성이 되어있을 것이라는 기대도 확신을 하기 어려운 것이다. 전체가 부분의 총합이고, 전체의 성질은 전체를 가장 간단하고 작은 요소들로 단순화시켜서 이해할 수 있을 것이라는 환원주의적 접근도 허무한 것이다.
우리가 인식할 수 있는 우주의 풍경은 진정한 풍경의 어떤 특정 영역에 한정된 것일 가능성이 크다. 세상이 몇 개의 기본 입자로 구성되어 있을 것이라는 표준 모형이 바로 그런 것일 수도 있다. 그러나 풍경의 다른 영역에서의 상황은 전혀 다를 수도 있다. 우리가 풍경의 한 곳에서 다른 곳으로 움직이면 ‘기본 요소’와 ‘합성물’이 뒤바뀌는 기묘한 일이 벌어질 수도 있다. ‘모든 것이 근본적이면서, 동시에 어떤 것도 근본적이지 않을 수도 있다’는 황당한 결론을 인정하게 될 수도 있을 것이다.