대폭발이 블랙홀 내부의 반동에서 시작됐을 수 있다는 연구

 (port.ac.uk)
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  • 새로운 Physical Review D 논문은 대폭발을 모든 것의 출발점이 아니라, 매우 거대한 블랙홀을 만든 중력 붕괴 뒤 내부에서 일어난 반동(bounce) 의 결과로 해석함
  • 표준 우주론은 대폭발, 우주 인플레이션, 암흑 에너지로 우주의 구조와 진화를 설명하지만, 특이점과 직접 관측되지 않은 성분이라는 근본 문제를 남김
  • 새 모델은 양자 배타 원리를 적용해 붕괴하는 물질이 무한히 압축되지 않고, 고밀도 상태에서 멈춘 뒤 팽창으로 돌아설 수 있음을 보임
  • 반동은 일반상대성이론과 양자역학의 기본 원리 안에서 다뤄지며, 이국적 장이나 추가 차원 같은 추측적 물리를 요구하지 않는다고 봄
  • 우주가 완전히 평평하지 않고 작은 양의 공간 곡률을 가져야 한다는 예측이 관측으로 확인되면, 반동 기원 우주 모델의 강한 단서가 될 수 있음

대폭발을 시작이 아닌 반동으로 보는 모델

  • Physical Review D에 게재된 새 논문은 대폭발이 모든 것의 시작이 아니라, 중력 붕괴가 만든 매우 거대한 블랙홀 내부에서 일어난 반동의 결과일 수 있다고 제안함
  • 이 모델은 블랙홀 우주(black hole universe) 로 불리며, 우주의 기원을 완전히 다른 방식으로 보면서도 알려진 물리와 관측에 기반한다고 봄
  • 흐름은 과밀한 물질 집합이 중력으로 붕괴하고, 매우 높은 밀도에 도달한 뒤 특이점 대신 반동해 새로운 팽창 단계로 이어지는 구조임

표준 우주론이 남기는 빈틈

  • 표준 우주론 모델은 대폭발과 초기 우주의 급팽창인 우주 인플레이션을 바탕으로 우주의 구조와 진화를 성공적으로 설명함
  • 하지만 대폭발 모델은 밀도가 무한대인 특이점에서 시작하며, 이 지점에서는 물리 법칙이 작동하지 않음
  • 우주의 대규모 구조를 설명하기 위해 물리학자들은 이상한 성질의 알려지지 않은 장이 구동하는 인플레이션 단계를 도입함
  • 현재 관측되는 가속 팽창에는 또 다른 미지 성분인 암흑 에너지가 필요함
  • 표준 모델은 잘 작동하지만, 직접 관측되지 않은 새 성분에 의존하며 “모든 것은 어디서 왔는가”, “왜 이런 방식으로 시작했는가”, “왜 우주는 이렇게 평평하고 매끄럽고 큰가” 같은 질문을 남김

블랙홀 내부에서 특이점 대신 반동이 일어나는 방식

  • 새 모델은 팽창하는 우주를 거꾸로 추적하기보다, 과밀한 물질이 중력으로 붕괴할 때 내부에서 어떤 일이 벌어지는지 살핌
  • 별이 붕괴해 블랙홀이 되는 과정은 익숙하지만, 아무것도 빠져나올 수 없는 사건의 지평선 안쪽은 여전히 미스터리로 남아 있음
  • Roger Penrose는 1965년에 일반적인 조건에서 중력 붕괴가 특이점으로 이어져야 함을 증명했고, Stephen Hawking 등이 이를 확장함
    • 이 특이점 정리는 대폭발 같은 특이점이 피할 수 없다는 생각을 뒷받침함
    • Penrose는 이 업적으로 2020년 노벨 물리학상을 공동 수상함
  • 다만 이 정리들은 거시적 물체를 다루는 고전 물리학에 의존함
  • 극한 밀도에서는 원자와 입자의 미시 세계를 지배하는 양자역학 효과를 포함해야 하며, 그러면 결론이 달라질 수 있음

새 논문의 수학적 결과와 물리 조건

  • 논문은 중력 붕괴가 반드시 특이점에서 끝나지 않아도 된다는 점을 보이며, 근사 없는 정확한 해석적 해를 제시함
  • 수학적으로 잠재적 특이점에 가까워질 때 우주의 크기가 우주 시간의 쌍곡 함수로 변한다고 계산함
  • 이 해는 붕괴하는 물질 구름이 고밀도 상태에 도달한 뒤 바깥쪽으로 되튀어 새로운 팽창 단계로 들어가는 과정을 설명함
  • 반동을 가능하게 하는 핵심은 양자 배타 원리임
    • 동일한 페르미온 두 개는 스핀 같은 동일한 양자 상태를 차지할 수 없음
    • 이 규칙 때문에 붕괴하는 물질 속 입자들이 무한히 압축되지 못함
    • 그 결과 붕괴가 멈추고 역전되며, 적절한 조건에서는 반동이 가능할 뿐 아니라 불가피해질 수 있음
  • 이 반동은 별과 은하 같은 큰 규모에 적용되는 일반상대성이론과 양자역학의 기본 원리를 결합한 틀 안에서 일어남
  • 모델은 이국적 장, 추가 차원, 추측적 물리를 요구하지 않는다고 봄

인플레이션과 암흑 에너지에 대한 대체 설명

  • 반동 이후 나타나는 우주는 현재의 우주와 매우 비슷한 모습이 될 수 있음
  • 더 나아가 반동은 서로 다른 두 가속 팽창 단계인 인플레이션과 암흑 에너지를 자연스럽게 만든다고 설명함
  • 이 두 단계는 가상의 장이 아니라 반동 자체의 물리에서 나온다는 해석임

검증 가능한 예측과 관측 단서

  • 모델의 강점 중 하나는 검증 가능한 예측을 낸다는 점임
  • 이 모델은 우주가 정확히 평평하지 않고, 작지만 0이 아닌 양의 공간 곡률을 가져야 한다고 예측함
    • 이는 붕괴를 촉발한 초기의 작은 과밀도 흔적으로 해석됨
    • 지구 표면처럼 우주가 약간 휘어 있다는 뜻임
  • 진행 중인 Euclid mission 같은 미래 관측이 작은 양의 곡률을 확인하면, 우주가 이런 반동에서 나왔다는 강한 단서가 될 수 있음
  • 이 모델은 현재 우주의 팽창률에 대해서도 예측하며, 해당 예측은 이미 검증됐다고 봄

초기 우주와 암흑 물질 연구로 이어지는 질문

  • 블랙홀 우주 모델은 표준 우주론의 기술적 문제를 넘어, 초기 우주에 관한 다른 미스터리에도 새 단서를 줄 수 있음
  • 연결될 수 있는 질문은 초대질량 블랙홀의 기원, 암흑 물질의 성질, 은하의 계층적 형성과 진화임
  • Arrakhis 같은 미래 우주 임무는 전통적인 지상 망원경으로 감지하기 어려운 확산 구조를 연구할 예정임
    • 대상에는 은하를 둘러싼 별과 구상성단의 구형 구조인 항성 헤일로가 포함됨
    • 더 큰 은하를 도는 작은 은하인 위성 은하도 포함됨
    • 이런 관측은 암흑 물질과 은하 진화를 이해하는 데 도움을 줄 수 있음
  • 붕괴 단계에서 형성되어 반동을 지나 살아남은 블랙홀 같은 잔존 조밀 천체가 이러한 현상과 연결될 수 있음

우주 안에서의 위치에 대한 관점

  • 블랙홀 우주 틀에서는 관측 가능한 전체 우주가 더 큰 부모 우주에서 형성된 블랙홀 내부에 놓여 있음
  • 이 관점에서 인간의 위치는 특별하지 않으며, 지구가 우주의 중심이라는 지구중심설과 대비됨
  • 이 모델은 무에서 모든 것이 탄생한 장면보다, 중력과 양자역학, 그리고 둘 사이의 깊은 연결이 만든 우주적 순환의 연속으로 우주를 바라봄

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Hacker News 의견들

  • 과학 논문 저자가 직접 쓴 요약이라 깔끔함. 지나친 단순화 위험은 있지만, 적어도 글쓴이가 기초 과학을 이해하지 못했을 가능성은 사라짐

    • 맞고, 글 자체도 훌륭했음. 더 많은 연구자가 기술 백서와 함께 블로그 글을 내주면 좋겠지만, 과학자가 모두 블로그형 글쓰기 능력을 갖췄거나 갖추고 싶어 하지는 않는다는 점도 인정함
      다만 연구자가 연구의 영향력보다 블로그 글의 바이럴 성과로 평가받는 세상은 걱정됨
    • 예전에는 과학자들이 일반인을 위해 자기 연구를 요약하는 관행이 꽤 흔했고, 일종의 시민적 의무로 여겼던 것 같음. 여러 과학자의 에세이가 실린 World of Physics라는 모음집을 90년대에 갖고 있었고, 수십 년 뒤 다시 찾았는데 강력 추천함
      https://www.amazon.com/World-Physics-Library-Literature-Anti...
    • 대학 홍보팀이 과장된 홍보문을 쓰는 것보다 훨씬 낫다. 보통은 세계 최초니 패러다임 전환이니 하며 치켜세우는 데 시간을 쓰겠지만, 저자는 실제로 중요한 것에 집중함. 예를 들면 검증 가능성이 있는지, 있다면 무엇을 찾아야 하는지 같은 부분
    • 정말 좋았음. 해법이 아주 단순해 보이고 이전 모델의 문제를 다 정리하는 느낌임. 어쩌면 모든 블랙홀이 자기만의 우주를 담고 있을 수도 있겠음

  • 이 글은 경영 이론이나 제도적 은유가 아니라 물리학 논문(arXiv:2505.23877)에 기반함
    논문이 실제로 제안하는 것은 빅뱅이 더 큰 부모 우주에서 형성된 블랙홀 내부의 중력 반동이었을 수 있다는 것임. 양자 축퇴압이 특이점이 생기기 전에 붕괴를 멈추고, 바깥에서는 블랙홀처럼 보이지만 안쪽에서는 138억 년의 팽창으로 전개됨. 간단히 말하면 특이점을 피하고 작은 음의 곡률과 자연스러운 인플레이션 유사 단계를 포함해 검증 가능한 예측을 내는, 양자 보정이 들어간 상대론적 붕괴 모델임

    • “더 높은 차원의 부모 우주”라는 부분은 틀렸음. 부모 우주는 우리 우주와 같은 익숙한 3+1차원임
      제안은 일반상대성이론에서 크고 희박한 구형 물질 구름이 붕괴하는 경우를 보자는 것임. 그 과정에서 사건의 지평선이 생기고, 이후 바깥에서는 보통 블랙홀처럼 보이며 내부 진화는 다시 볼 수 없음. 내부에는 물질 구름, 큰 진공 껍질, 사건의 지평선이 있음
      양자역학은 축퇴압 때문에 상태방정식이 처음엔 “희박한 먼지”처럼 보이다가 어느 순간 “압축 불가능”에 가까워진다고 암시함. 여러 가정과 근사 아래 내부가 축퇴압 때문에 튕겨 나오는 해를 얻고, 내부 관점에서는 겉보기 우주상수가 생기며 우주론적 지평선이 외부에서 본 블랙홀 지평선과 대응한다고 보는 듯함
      논문 전반에서 대략적인 숫자를 대입해 우리 관측 우주의 규모, 질량, 나이, 겉보기 우주상수 등이 이 메커니즘과 양립한다고 주장하고, 섭동과 우주배경복사 비등방성도 다소 손짓으로 처리함. 잘 작동한다면 정말 멋지겠지만, 아직 내부적으로 모델이 제대로 성립하는지는 확신이 안 들고 손짓이 많아 보임. 실제 관측 우주와의 맞춤도 아직 설득력이 부족함
      수년간 우주론에서 떨어져 있었고 물리학자가 아니라 수학자라서, 이 평가는 크게 걸러 들으면 됨. arXiv 프리프린트를 읽은 기준이며 계산과 참고문헌을 모두 따라가지는 않았음
      덧붙이면 반동 근처의 안정성도 다루지 않는 듯함. 그 영역은 BKL식 비등방 불안정성이 알려져 있다고 생각함. 적절한 매개변수에서는 그런 불안정성이 커지기 전에 반동이 일어날 수도 있고, 관측 우주에 맞춘 숫자를 넣으면 그렇다고 논문이나 참고문헌이 주장했는데 내가 놓쳤을 수도 있음. 그래도 전부 맞아떨어진다면, 불안정하더라도 모델 자체는 놀라울 것임
    • 아직 논문은 안 읽었지만, 이 요약은 글이 말하는 내용과 거의 같아 보임. 기사 설명과 이 정리가 실제로 무엇이 다른지 궁금함. 비전문가 입장에서는 둘이 같아 보임
    • 논문을 보면 부모 우주가 더 높은 차원이라는 내용은 보이지 않고, 여전히 같은 4차원 일반상대성이론 틀을 부모 우주에도 쓰는 것으로 보임
    • 같은 상호작용이 우리 우주의 블랙홀 안에 평면 우주를 만들 수도 있을까? 그 안에는 선형 우주도 생길 수 있을까?
      우리 우주를 담으려면 4차원 우주가 얼마나 커야 할지 상상하기도 어렵고, 층이 더 많다면 더 말이 안 될 정도로 커짐. 반대로 우리 우주 안에는 셀 수 없을 만큼 많은 평면 우주가 쉽게 들어 있을 수도 있음
    • 한숨: https://arxiv.org/abs/2505.23877

  • 글의 핵심이 페르미온 반동이라면, 우리가 아는 물질과 에너지 양을 감안할 때 엄청난 블랙홀이어야 하고, 그런 크기가 되기까지 어떤 환경에 있었는지 궁금해짐
    다만 블랙홀 우주 이론과 추측은 이미 오래됐고, 사건의 지평선 개념을 배우면 자연스럽게 떠올릴 만한 생각이라 “급진적이고 놀라운 대안”이라고만 하기보다는 조금 더 인정해줬으면 함. 차별점은 해석적 해에 있음

  • 이 이론에는 두 가지 문제 또는 질문이 있음
    첫째, 블랙홀 안에서 형성되지 않은 부모 우주가 필요함. 그렇다면 우리가 자식 우주 안에서는 알 수 없을지도 모르는 두 번째 “우주 생성” 메커니즘이 있어야 함. 이상한 성질의 미지의 장 대신 이상한 성질의 미지의 부모 우주가 생기는 셈이라 “우리 우주는 어떻게 시작됐나?”라는 진짜 질문에 답하는 것 같지는 않음
    둘째, 부모 우주의 블랙홀은 우리가 보는 모든 물질을 담아야 하므로 우리 우주에서 알려진 어떤 블랙홀보다 훨씬 커야 함. 알려진 최대 블랙홀보다 7,500억 배 큰 블랙홀이 어떻게 형성될 수 있는지 의문임

    • 이 아이디어가 아주 새롭다고 보지는 않음
      Schwarzschild 해 같은 블랙홀 모델에는 우리 우주의 관점에서는 블랙홀 일부인 점근적으로 평평한 시공간 영역이 있음. 특이점 근처에서 어떤 일이 일어나 새 우주가 생긴다는 이야기는 그렇게 미친 소리처럼 들리지는 않음
      우리 우주가 다른 우주의 자식이고 그 우주도 또 다른 우주의 자식이라면, “우주의 매개변수가 왜 이런가?” 같은 문제를 다루는 다중우주 모델과 맞음. 우리가 살 수 있는 우주에 운 좋게 있는 것일 수도 있고, 블랙홀을 더 많이 만드는 우주가 더 많은 자식을 갖는 식의 자연선택이 있을 수도 있음
      부모 블랙홀의 상대적 크기는, 우주에는 일반적 의미의 에너지 보존이 반드시 적용될 필요가 없음. 한 아이디어는 우주의 중력 결합 에너지가 우주 전체 질량의 반대값과 같아 총합이 0이므로, 그 양이 더 많거나 적어도 무언가를 위반하지 않는다는 것임
    • 부모 우주가 반드시 필요한 것은 아님. 우주는 팽창하다 느려지고 다시 붕괴할 수 있고, 이 경우 다시 튕겨 나올 수 있음
      그 과정이 영원히 반복되는지, 반동에서 에너지를 잃는지, 잃는다면 어디로 어떻게 가는지는 별개 질문임
      부모 우주의 블랙홀이 훨씬 커야 한다는 것도 맞기도 하고 아니기도 함. 수축을 고려하지 않은 것임. 상대성이론에서는 100피트 사다리를 10피트 헛간 안에 넣는 상황도 가능함
      무엇보다 출판하려면 모든 것을 한 번에 다 알아야 하는 것은 아님. 그렇다면 아무도 논문을 못 냄. 비판이 있는 것은 좋고, 그 비판이 다음 작업으로 이어짐
    • 모든 우주가 블랙홀 안에서 형성되는 무한한 우주-블랙홀-우주 사슬일 가능성도 있음. 이 상황에서 “무한”이 무엇을 뜻하는지 모르므로 단순히 배제할 수 없음. 아리스토텔레스가 원인의 무한 사슬을 배제했지만, 지금 돌이켜보면 결함 있는 결론이었다는 점과 비슷함
      우리 우주가 다른 우주와 비교해 큰지 작은지도 모름. 우주끼리 크기를 비교한다는 것이 의미가 있는지, 있다면 어떻게 해야 하는지도 모름. 빅뱅 자체가 현대 과학에서 가장 큰 추측일 수도 있음
    • 바깥 우주는 항상 존재했을 수도 있고, 우리 우주와 달리 결국 붕괴했을 수도 있음. 반대로 우리 우주는 팽창했고 앞으로도 영원히 팽창할 것처럼 보임. 꽤 깔끔한 대칭성이 있음. 어쩌면 실제로는 하나의 우주이고, 붕괴와 팽창이 서로 거울상일 뿐이라고 볼 수도 있음
    • 우리는 자신이 시작되었기 때문에 우주도 “시작”해야 한다고 생각하고 의인화하는 경향이 있음. 꼭 그래야 할까? 우주는 시작을 가져야 할 의무가 없음. 지구를 한 바퀴 항해하면 결국 출발점으로 돌아올 수도 있음

  • 어디선가 우리 3차원 우주가 4차원 블랙홀 안에 있을 수 있다는 글을 읽은 적이 있음. 블랙홀의 사건의 지평선을 넘으면 반지름 좌표가 시간처럼 되므로 공간 자유도 하나를 잃고, 접선 방향 운동은 여전히 가능해 N-1차원 우주가 된다는 설명이었음
    그래서 우리 3차원 우주는 4차원 블랙홀로 떨어진 물질일 수 있고, 우리 3차원 블랙홀은 2차원 평면국 우주를 담고 있을 수도 있음. 바깥 4차원 우주도 5차원 블랙홀 안에 있을 수 있고, 이런 식으로 이어질 수 있음

    • 그렇다면 우리가 아는 우주의 익숙한 성질 중 무엇이 사실은 스파게티화된 4번째 차원인지 맞히는 살롱 게임이 가능함
      예전에 c라고 찍어본 적이 있음. 상수일 테니까. 어쩌면 모든 상수가 상위 우주의 스파게티화된 잔해일 수도 있음
    • 사건의 지평선을 넘으면 반지름 좌표가 시간처럼 된다는 말 뒤의 결론, 즉 공간 자유도 하나를 잃는다는 부분은 틀렸음. 시간 좌표가 다시 공간처럼 되므로 여전히 공간 자유도 3개가 있음. 물리학자들이 믿는 것처럼 시공간이 4차원 Lorentz 다양체라면 차원이 그냥 사라질 수는 없음
      게다가 블랙홀 안으로 들어간 뒤 특이점은 막대기로 찔러볼 수 있는 장소가 아님. 죽음이 미래에 있는 것과 같은 방식으로, 특이점은 당신의 미래에 있음
    • 우리 우주가 정적인 5번째 차원 안에 있고, 그 5번째 차원이 무작위성이나 엔트로피를 나타낸다는 생각을 늘 탐구해보고 싶었음. 3차원 공간에서 2차원 평면을 탐색하되 3번째 차원이 상수인 경우처럼 생각하는 방식임. 우리는 그 5차원 공간 안의 임의의 빅뱅에 있을 뿐일 수 있음
    • 4차원에서는 컬 연산자를 가질 수 없음
    • 1차원 블랙홀 안에는 뭐가 있을까?

  • 흥미로운 글이지만, 저자가 맞아서 우주가 더 큰 우주의 블랙홀로 형성됐다고 해도 질문은 남음. 그렇다면 그 더 큰 우주는 어떻게 형성됐나? 어쩌면 알 수 없는 문제일 수도 있음

    • 빅뱅 이전에 무엇이 있었는지, 우리 우주 바깥에 무엇이 있는지 같은 질문은 꽤 자연스러워 보임. 하지만 이런 질문이 제대로 정의되어 있고 의미가 있는지는 아직 모름
      몇백 년 전에는 “평평한 지구의 끝까지 가면 어떻게 되나?”라고 물었을 수도 있고, “북극의 북쪽에는 무엇이 있나?”라고 물을 수도 있음
    • 더 큰 우주가 담긴 우주와 동일한 프랙털 구조일 수도 있음. 그러면 질문이 해결됨 ;)
    • 이 이론은 같은 범주에 있음: https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmological_natural_selection
      다만 기원에 대한 가설은 없는 것 같음
    • 빅뱅 직전 우리 우주의 물리적 조건이 블랙홀 내부 조건과 구분되지 않을 수도 있음
      그런 의미에서 블랙홀은 우리 우주가 낮은 엔트로피 상태에서 거의 무한한 초기 엔트로피 상태로 되돌아간 영역일 수 있음

  • 이 주제에 대해 질문이 아주 많음
    물리학 정규 교육은 없지만, 블랙홀 질량이 Schwarzschild 반지름에 선형 비례한다는 것을 알게 된 뒤 이런 생각이 꽤 그럴듯하게 느껴졌음. 블랙홀 크기가 커질수록 전체 밀도는 낮아져야 함. 여기에 우리 우주가 큰 규모에서 균일한 밀도를 가진다는 관측을 합치면, 매우 큰 블랙홀의 감소하는 밀도와 관측 우주의 고정 밀도가 만나는 임계값이 있을 것 같았음
    물리 이야기를 좋아하는 기술 동료들과 이 질문을 자주 이야기했지만 명확한 답을 얻지는 못했음
    한편 암흑에너지는 실제 에너지의 대체물처럼, 즉 무언가를 서로 멀어지게 가속하는 밑바탕 에너지처럼 설명되는 경우를 많이 봤는데, 이 표현이 늘 불편했음. 오히려 음의 에너지, 즉 전체 에너지의 손실로 보는 편이 더 그럴듯해 보였음
    고전계에서는 두 물체가 멀어지면 나중에 회수할 수 있는 위치에너지가 저장됨. 암흑에너지는 그렇게 작동하지 않고, 물체들은 멀리 있을수록 더 빠르게 멀어짐. 전역 관점에서는 에너지 손실처럼 보임. 이 손실은 양자 세계에도 스며들어, 고주파로 출발한 광자가 저주파로 도착함
    그래서 암흑에너지는 우주에서 에너지가 어떤 형태로 추출되어 다시 돌아오지 않는 것으로 생각하는 편이 더 적절하게 느껴짐. 내부에서 관측한 블랙홀 증발 같은 것일 수도 있음. 실제 사람들에게 물어보면 암흑에너지의 “에너지” 성분은 공간의 “장력”으로 정규화된다는 답을 들었지만, 물리학을 제대로 공부하지 않은 입장에서도 만족스럽지 않았음

    • 우주의 추정 질량을 Schwarzschild 공식에 넣어보면, 관측 가능한 우주의 크기와 얼마나 가까운지 보고 놀라게 됨
    • 예전에 여기서 은하들이 점점 더 빠르게 멀어지는 이유를 질량 때문에 시간이 다른 속도로 흐르기 때문이라고 보는 가설을 다룬 스레드가 있었음
      은하 사이의 공허에서는 은하 내부보다 시간이 더 빠르게 흐르고, 우주 전체 규모에서는 그 차이가 크게 누적된다는 식임. 이 분야 이해가 매우 제한적이지만, 그 이론이 꽤 마음에 들었고 어느 정도 말이 된다고 느꼈음
    • 이 이야기에서는 물질이 지평선으로 떨어지면 블랙홀 크기가 커지고, 증발하면 줄어듦. 그렇다면 우주 팽창은 블랙홀에서 빠져나가는 에너지보다 들어가는 에너지가 더 많다는 것과 연결될 것임
    • 비전문가 생각으로는, 블랙홀이 이론적으로 잃는 에너지는 현재 검출 불가능할 만큼 희미하지 않나? 그리고 암흑에너지는 관측 가능한 우주의 주요 구성 성분으로 여겨지지 않나? 숫자가 서로 맞지 않을 것 같음
    • 블랙홀은 정의상 무한한 밀도를 가진 특이점이지만 질량은 유한함
      Schwarzschild 부피의 크기와 밀도는 질량만으로 결정되고, 정지·비회전일 때 밀도는 질량의 제곱에 반비례함. 밀도 = 3c⁶/32πG³M²
      초대질량 블랙홀은 약 0.5 kg/m³로 희박한 공기와 물 사이 수준이고, 항성질량 블랙홀은 약 1e19 kg/m³로 중성자별보다도 몇 자릿수 더 큼

  • 빅뱅은 미디어에서 흔히 “공간, 시간, 물질이 존재로 솟아난 우주의 폭발적 탄생”으로 설명되긴 함. 하지만 그것은 현재 받아들여지는 이론이 아님. “빅뱅 이전에 공간과 시간이 없었다면?”은 Stephen Hawking의 개인적 이론에 가까움

    • 더 정확히 말하면, 우리의 이론은 빅뱅으로 보이는 지점 너머로 거슬러 올라가는 것을 허용하지 않고, 사실 그 지점에 아주 가까이 가기도 어렵다. “시간 0”처럼 보이는 곳에 접근할수록 양자중력이 너무 중요해지기 때문임
      우리의 이론이 깨지는 지점 이전에 대해 어떤 주장을 할 원칙적이고 합리적인 방법이 없고, “그 이전에는 공간도 시간도 전혀 없었다”는 주장도 여기에 포함됨
      그래서 “빅뱅 이전”에 대해 들어본 모든 것은 늘 추측이었음. 과학 매체가 이런 추측을 계속 보도하다 보니, 보도 자체를 과학이 계속 입장을 바꾸는 것으로 읽는 경우가 있음. 하지만 이 주제에서 과학은 정당화 가능한 입장을 일관되게 가진 적이 없음. 확실성을 주장하는 것은 과학의 주장이 아니라, 이를 명확히 하지 못하고 “과학이 발견했다”는 식으로 쓰는 언론의 문제임
    • 우리가 유일한 우주나 유일한 순환이 아니라는 것을 발견하게 되는 것은 필연처럼 보임
      한때는 지구가 우주의 중심이라고 생각했고, 다음에는 태양이 우주의 중심이라고 생각했음. 다음 당연한 단계는 우리 우주가 우주들의 중심이 아니라는 것일 듯함
    • 표준 모형인 Lambda-CDM에서 시간 자체가 t=0 이후에만 존재한다면, 빅뱅 “이전”은 실제로 없다는 점을 사람들이 의식적으로든 무의식적으로든 잘 개념화하지 못하는 것 같음
    • 현재 받아들여지는 이론은 무엇인가?
    • 자발적이고 우연한 창조를 믿을 거라면 신을 믿는 것과 다를 바 없어 보임

  • 우리 관측 가능한 우주 전체가 더 큰 “부모” 우주에서 생긴 블랙홀 내부에 있다면, 우리 우주의 블랙홀들도 사건의 지평선 너머 내부에 우주를 담고 있다는 결론이 따라오지 않을까? 그래야 할 것 같고, 정말 정신이 아득해짐

    • 새로운 아이디어는 아니지만, 다른 우주들이 블랙홀 안에 “담겨 있다”고 표현하는 것은 정확하지 않을 것 같음
      https://en.wikipedia.org/wiki/White_hole#Big_Bang/Supermassi...
    • 꼭 그렇지는 않음. 우리 우주의 블랙홀 중 어느 것이 “반동”에 필요한 임계 질량을 넘을 만큼 충분히 무거운지 분명하지 않음

  • 가벼운 하드 SF 추천: Gregory Benford의 Cosm(1999). 실험실에서 볼링공 크기의 우주가 만들어지고, 이를 만든 과학자가 정부 요원들에게 쫓기며 안전하게 지키려는 이야기임. 그 우주를 가능한 오래 보호하려 하지만, 시간도 크기만큼 상대적이라 오래 기다릴 필요는 없음

    • Rick and Morty 시즌 2 에피소드 6, “The Ricks Must be Crazy”도 비슷함. Rick이 우주선 배터리 안에 에너지를 생산하기 위한 우주를 만들었고, 그 마이크로버스 안의 과학자가 다시 미니버스를 만드는 구조임
    • Horton Hears a Who와 비슷하게 들림
    • Theodore Sturgeon의 Microcosmic God(1941)
    • 비슷한 Star Trek 에피소드가 기억남. 아마 DS9였던 것 같음
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