지식보관소_ 우주는 홀로그램일 뿐? 홀로그램 다중우주

 

 

이런 홀로그래피 우주론에 의하면

이런 식으로 3차원 물체들의 움직임이

2차원 표면적에 존재하는 데이터에 의한

홀로그램이라는 것인데요.

 

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혹시 열역학 제2법칙, [엔트로피 증가의 법칙]에 대해 들어보셨나요?

이 법칙은

모든 물질은 시간이 지나면서

무질서도가 증가한다는 내용입니다.

 

“아니 무질서도가 증가한다는 건 또 무슨 말이지?”라고 생각할 수도 있는데요.

쉽게 비유하자면

잘 정리되어 있는 방에 있는 물건들을

손으로 잡아다가 랜덤으로 여기저기에 던져놓으면

방은 굉장히 어지러워질 것이고

엄마한테는 등짝 스매싱을 맞게 될 겁니다.

하지만 어지러져 있는 방에 있는 물건들을

랜덤으로 여기저기에 옮겨놓는다고

어지러져 있던 방이 깨끗하게 정리 정돈된 상태가 될 가능성은 없습니다.

 

이건 방 안에 물건을 아무렇게나 놨을 때

방이 예쁘게 정리 정돈 되는 형태는

매우 제한적인 데에 비해서

어질러지는 경우의 수가 훨씬 더 많기 때문인데요.

 

이게 스마트폰을 만들기는 어렵지만

이미 만들어진 스마트폰을 망가뜨리거나 부서뜨리기는 쉬운 이유입니다.

 

스마트폰을 만들기 위한 원자 배열의 형태는 매우 제한적인데

망가지기 위한 경우의 수는 무한하게 많기 때문이죠.

 

이거는 물질의 가장 작은 단위인

원자 단위에서도 일어나는 현상으로

이런 경우의 수의 갭이 크기 때문에

자연스럽게 시간이 지날수록

우주에 존재하는 모든 물질들은

계속해서 무질서도가 증가하게 됩니다.

 

이게 바로 [열역학 제2법칙, 엔트로피 증가의 법칙]입니다.

그런데 갑자기 제가 왜 엔트로피 증가 법칙을 설명할까요?

 

이 엔트로피 증가의 법칙은

적어도 상대성 이론이 등장하기 전까지는

예외가 없는 법칙이었습니다.

 

그런데 상대성 이론이 등장하면서

이론적으로 우주의 블랙홀이라는 천체가 존재한다는 걸 알게 되었는데요.

문제는 이 블랙홀은

엔트로피 증가의 법칙을 따르지 않는 것처럼 보였다는 것이죠.

 

그러니까 무질서도가 굉장히 증가한 배열로 되어 있는 물체를

블랙홀 내부로 집어 던지게 되면

그 물체는 그냥 블랙홀의 일부가 될 뿐이죠.

 

그래서 과학자들은 블랙홀에서는 예외적으로

‘열역학 제2법칙이 통하지 않는다’라고 생각하게 되었습니다.

 

어떻게 보면 우주의 엔트로피가 계속해서 증가해도

블랙홀에 던지면

내부에서 무한히 작은 크기로 압축이 되기 때문에

엔트로피가 리셋이 된다고 하는 것인데요.

 

정말로 블랙홀에서 열역학 제2법칙이 예외적으로 통하지 않는다면

엄밀히 말하자면 열역학 제2법칙이 틀린 게 되는 것입니다.

 

하지만 여기에서 스티븐호킹 박사가 등장합니다.

이전만 해도 열역학 제2법칙이 깨지지 않으려면

블랙홀에서 복사 에너지를 방출해야 하는데

블랙홀은 뭐든지 빨아들이기 때문에

복사에너지를 방출할 수가 없다고 여겼습니다.

 

하지만 스티븐 호킹은 양자역학의 특성을 이용해서

‘블랙홀도 복사 에너지를 방출한다’는 [호킹 복사]를 증명해 냅니다.

즉 이론적으로

블랙홀도 빨려들어간 엔트로피도 감소하지 않고 유지될 수가 있다는 것인데요.

 

그런데 이제 슬슬 소름 돋는 이야기를 시작하자면

현실 세계에서는 블랙홀의 내부를 볼 수 없기 때문에

블랙홀로 빨려들어 간 물체의 데이터는

전부 다 사라진 것과 마찬가지입니다.

블랙홀의 내부 물질에 대한 정보를 볼 수가 없기 때문이죠.

 

하지만 스티븐호킹 박사는

양자역학을 이용해서

블랙홀의 Event Horizon과 엔트로피의 관계에 대한

소름 돋는 가설을 제시하게 되는데요.

 

바로 블랙홀이 가진 전체 엔트로피와 정보가

블랙홀의 사건의 지평선 표면에

플랑크길이의 데이터로 저장될 수가 있다는 것입니다.

 

만약에 사건의 지평선 표면에

플랑크 길이로 된 바둑판을 만들고

그 바둑판 격자에 0과 1로 된 1비트의 정보를 담을 수 있다고 한다면

블랙홀 내부로 들어간 정보의 총량이

이와 동일하다는 것인데요.

 

이게 얘기가 좀 어려워 보이지만

한마디로 블랙홀이 내부에 가지고 있는 정보가

사건의 지평선이라는

2차원 표면에 저장된 데이터의 결과라는 것입니다.

 

그렇기 때문에 블랙홀이 더 많은 물질을 흡수할수록

블랙홀 내부의 데이터가 많아지기 때문에

사건의 지평선이 점점 더 커지는 것인데요.

 

이것이 블랙홀 내부의 3차원 물질들이

결국은 외부의 2차원 데이터에 의해서 만들어진다는

홀로그래피 우주론입니다.

 

그러니까 이런 홀로그래피 우주론에 의하면

이런 식으로 3차원 물체들의 움직임이

2차원 표면적에 존재하는 데이터에 의한 홀로그램이라는 것인데요.

 

이렇게 되면 결국 블랙홀의 사건의 지평선은

물리학적으로 내부를 전혀 알 수 없고

완전히 독립된 시스템이기 때문에

블랙홀 내부의 데이터의 총량은

사건의 지평선 크기에 비례한다고 볼 수가 있는 겁니다.

 

이걸 우리가 살고 있는 우주로 생각해 보면

우리 우주 안에 있는 모든 물질과 물리량과 운동은

우리 우주밖 2차원 표면의 1플랑크 길이당

1비트로 저장된 데이터의 홀로그램이라는 것인데요.

 

바로 이 내용이 우리 우주가 다른 우주의 블랙홀 안이라고 얘기하는

사람들의 흥미를 끌기 딱 좋은 이런 소재의 기원이 되는 내용이고

그런 관점으로 봤을 때

우리 같은 홀로그래피 우주들이 여러 개가 있다고 생각할 수가 있는 겁니다.

이게 바로 [홀로그램 다중우주론]이죠.

 

사실 더욱더 소름 돋는 건

이 홀로그램 다중우주는

끈이론 학회에서 수학적으로 다시 한번 더 검증이 되면서

우주 크기의 이런 표면적에 (플랑크 길이당)1비트 단위로 저장될 수 있다는 것이

확인이 되었는데요.

 

우리 주변에 존재하는 모든 것들이

2차원 데이터의 홀로그램이라는 게 정말로 믿겨지지가 않네요.

그럼 이만.