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by 김기제 Jul 24. 2024

빛이 휘어진다는 건 시공간이 실재한다는 증거이다.




과학책에서 일반상대성이론에 대한 설명이 나온다. 아인슈타인은 태양의 질량 때문에 빛이 휘어진다고 추측했다. 그리고 그 빛이 실제로 태양의 질량 때문에 휘어진다는 점을 관측을 통해서 사실인 것을 알아낸 사람은 아서 에딩턴이다. 질량 때문에 굽은 시공간의 최단 경로로 빛이 지나간다는 것은 놀라운 일이다.


왜냐하면 태양계의 항성과 행성들이 스스로 자전하고 또 공전하는 와중에 우주가 팽창하면서 태양계의 좌표계도 같이 변하고 있는 데에 그렇다는 말은 우주의 곳곳에서 빛이 휘어지는 현상이 있는 곳이라면 그곳에는 거대한 질량을 가진 물체나 에너지가 있다는 소리일 테니까 말이다. 어느 좌표계에서 빛이 휜다면 그 주변에 존재하는 무언가를 관측할 때에 도움이 될 것이다.


위의 그림을 보면 (그림에 틀린 부분이 없다면) 우주가 팽창하면서 생겨난 우주의 경계면 혹은 장벽 같은 게 있다는 것이고 빛이 그 우주의 장벽이나 경계면을 뚫고 나가지 못한다는 점은 그만큼 경계선을 잇고 있는 사이의 각각 좌표가 광자가 빠져나갈 수 없을 정도로 촘촘하게 이어져 있기 때문은 아닐까 싶다.



그러니까 위의 빈 그래프를 보고 예를 들어서 x축의 양수 2에서 0으로 가다가 보면 보통 +2, +1, 0으로 가는 것처럼 단순하게 보인다. 그러나 여기에서 더 세분화해서 보면 +1, +0.9, +0.8, +0.7, +0.6, +0.5, +0.4, +0.3, +0.2, +0.1, 0 순으로 0과 1 사이에 무수히 많은 숫자(좌표)들이 존재할 것이다.


이런 식으로 0과 1 사이에 존재하는 무수히 많은 시공간의 좌표들이 무슨 원리 때문인지는 알 수 없지만 경계면이 팽창하면서 시공간의 면 혹은 입체를 이루고 있는 경계선들까지 길어지고 있으며 서로의 공백을 채워주기 때문에 광자조차도 그 틈을 빠져나갈 수 없는 것이 아닐까라는 생각이 든다.


만약에 우주가 파장처럼 빅뱅이 시작되었던 원점(좌표계)에서부터 무수한 입자들을 아무 받침대도 없이 분출하기만 했다면 태양의 질량 때문에 빛이 측지선을 따라서 휘어지지 않았을 것이다. 그래서 나는 개인적인 추측으로 시공간이라는 것이 어떠한 원리로 이루어져 있는지는 알 수 없으나 우주에는 빛조차 통과할 수 없는 아주 촘촘한 시공간의 경계면이 존재한다고 생각한다. 시공간의 무수한 좌표계들 또한 우주의 경계면이 존재하고 있는 곳 안에서만 존재할 수 있는 건 아닐까.


원점으로 돌아와서 고로 빛이 시공간에 의해서 경로가 휘어진다는 건 그 휘어지는 시공간도 실재한다는 증거라고 생각한다.

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