[과학] 볼츠만 브레인(Boltzmann Brain)

[Madam Nhu]

출처: http://gall.dcinside.com/board/view/?id=universe&no=46448

Boltzmann Brain(볼츠만 두뇌) 이라고 들어봤어?       

최근 30 년정도 우주론의 대세는 인플레이션 이론이지.        

우리 우주가 한때 어마어마하게 빨리 팽창을 했다는 이론이야. 그래서 우리가 볼 수 없는 지평선 너머에 까지 엄청난 우주공간이 펼쳐져 있다고 생각되어지고 있어. 일반상대론+장론으로부터 자연스럽게 나오는 이론이기도 하고 몇가지 난제를 해결하는데다 CMB등 증거도 많아서 대부분의 물리학자들이 믿고 있는 이론이지.        

근데 또 이 인플레이션 이론은 자연스럽게 버블 우주 이론을 이끌어내.        

이건 뭐냐면, 원래 엄청 빨리 팽창하고 있는 공간이 있었는데, 거기에서 갑자기 팽창을 천천이 하는 영역들이 거품처럼 생겨났다는거야. 이 거품 하나가 우주 하나에 해당하는거지. 근데 거품 밖에 팽창을 빨리하는 공간은 계속 팽창중이잖아? 그래서 거품 우주들이 아무리 많이 생겨나도 그 빨리 팽창하는 공간을 모두 채우지는 못해. 결국 무한히 많은 우주들이 생겨나는거지.        

결국 우리가 보고 있는 우주는 전체에 비하면 0이나 마찬가지인 작은 부분에 불과한거 같아.        

우리가 볼 수 있는 지평선은 우리 우주에서도 극히 일부일 뿐이고, 그나마 우리 우주는 수많은 거품 우주들 중 하나일 뿐이라는거지.        

그런데 이게 새로운 문제를 만들었어. 그게 Boltzmann brain 과 연관된 measure problem이야.        

Boltzmann brain이 뭐냐면...        

흔히 양자요동 같은걸 이야기 하면, 아무것도 없는 공간에서 뭐가 갑자기 툭 튀어나왔다 사라질 수 있다고들 하잖아?        

작은 입자들이야 언제나 만들어졌다 사라졌다 하고 있고, 확률은 적지만 아무것도 없는 공간에서 자동차가 튀어나올 수도 있어.        

그럼 확률은 작지만 지성을 가진 뇌도 툭 튀어나왔다 사라질 수 있겠지?        

이게 Boltmann brain 이야.        

아무것도 없는 우주공간에서 뇌가 하나 튀어나와서 잠시 생각을 하고 사고를 하다가 사라지는거야.        

왜 이게 버블 우주론에서 문제가 되냐면, 버블 우주론에서 우주 공간은 무한에 가깝게 넓잖아?        

그래서 확률적으로 볼 때 생명체에 의한 뇌보다 Boltzmann brain이 훨씬 많아.        

공간이 넓으면 그에 비례해서 생명체도 많지 않겠냐고 반문할 수 있겠지만, 생명체가 살 수 있는 우주공간은 아주 특별해야하거든. 온도도 적당해야하고 적당히 별도 생길 수 있어야하고... 그래서 생명체는 매우 희귀한 존재야.        

결국 실험적으로 검증된 인플래이션 이론에서 자연스럽게 나오는 버블우주론을 믿는다면, 우주에서 생각하고 사고하는 존재는 일반적인 생명체보다 Boltzmann brain이 훨씬 많다는거지.        

그럼 이런 질문을 던질 수 있어.        

과연 넌 사람일까 Boltzmann brain일까?        

아마 다들 자기가 사람이라고 믿고 있겠지?        

그리고 증거로 지금까지 살아온 과거 기억과 추억들. 그리고 주변에 물건들. 내 방 등을 보면서 난 일반적인 생명체라고 주장할거야.        

''그런데 버블 우주의 수가 너무 많기 때문에, 버블 우주에서는 지금 너와 똑같은 기억과 주변 물건을 가진 Boltzmann brain이 아주 많다는걸 계산할 수 있어. 쉽게 말해서 아무것도 없는 우주 공간에서 '너와 같은 기억을 가진 Boltzmann brain이 네가 지금 있는 방과 똑같은 방과 함께' 양자 요동에 의해 툭 튀어나올 수 있다는거야. 게다가 그 숫자도 아주 많아.        

즉 현재까지 우주론의 주류인 버블 우주를 믿고, 확률적으로 생각을 해본다면 넌 Boltzmann brain이야.        

네 과거따윈 양자 요동에의해 만들어진 허상일 뿐이고, 태어난지 얼마 되지도 않은 셈이지. 게다가 에너지 보존에 의해 잠시 후 무로 돌아갈거야.        

ㅈㄴ 소설같지?        

근데 실제로 지금 물리학계에선 슬슬 심각한 문제로 받아들여지고 있어.        

몇몇의 레젼드 오브 전설급 학자들도 이 문제에 대해 고민하고 있는 중이야.        

나는 정말 Boltzmann brain일까? 내 삶은 모두 허상일까?        

아니면 지금 우주론이 어딘가 잘못된 방향으로 나가고 있는걸까?

[가는차편지보내자]

우리가 사는 세계는 도대체 어떤 형태로 이루어져 있을까요?
혹시나 그 진실이 우리들 인간의 힘으로는 도달할 수 없는 영역에 있지 않기를 간절히 빕니다.

[흑밧]

얘들도 이제 병원에 보낼때가... 디지도록 패면 제 정신이 들수도...

[홋홋아짐맛]

금강경에 유명한 구절이 이것을 가리킨 것과 비슷합니다.

‘一切有爲法 如夢幻泡影 如露亦如電 應作如是觀 (일체유위법 여몽환포영 여로역여전 응작여시관)’은
〈금강경〉에 나오는 구절이다.
풀어쓰면
“일체의 있다고 하는 것은 꿈과 같고 환상과 같고 물거품과 같으며 그림자와 같으며 이슬과 같고 또한 번개와 같으니 응당 이와 같이 관할지니라”