제2장: 시공간을 이루는 확률과 실체에 관하여 (4)

존재를 증명하는 확률과 실체의 시공간적 중첩과 얽힘

그렇다면 이 에너지는 입자를 어떻게 변화시킴으로써 자신의 존재를 증명하는 걸까요? 에너지라는 확률적 존재는 어떻게 실체적 입자와 함께 하나로서 존재할까요? 

이를 확인하기 위해서는 실제로 에너지를 받은 입자의 변화를 보면 될 것입니다. 기본적으로 모든 존재를 이루는 입자들은 원자로서 원자핵 주위에 전자가 붙잡혀 구형의 움직임을 가지고 있습니다. 이렇게 원자는 원자핵을 중심으로 전자가 구형의 움직임을 가지면서 구형의 형태를 갖고 있습니다. 이 원자는 에너지를 받으면 높은 에너지 상태로서 들뜬상태를 갖게 되는데, 전자의 에너지 준위가 높아지는 것으로서 원자핵을 중심으로 더 빠르고 큰 움직임을 갖게 되는 것입니다.

*들뜬상태란 양자 역학에서 원자/원자핵이 바닥상태보다 높은 에너지를 가진 양자 상태를 말한다.

*바닥상태란 양자 역학에서 원자/원자핵이 가장 낮은 에너지를 가진 상태로서 가장 완벽한 시공간 균형(자연 상태)을 이루고 있는 상태를 의미한다. (시공간 균형은 뒤에서 설명)

그렇다면 여기서 한 가지 의문을 가질 수 있을 것입니다. 전자와 원자핵은 입자로서 자체적인 질량과 함께 중력을 가지고 있을 텐데 왜 원자를 이루는 전자와 원자핵은 질량을 가진 입자로서 서로 부딪히지 않을까요? 만약 모든 입자들이 중력으로 뭉쳤다면 그 어떤 움직임도 가질 수 없었을 텐데 어떻게 모든 존재들은 자체적인 시간을 이루는 파동을 가지고(증명하고) 있는 걸까요? 

이러한 의문은 입자에게 자체적인 질량으로 인한 중력보다 강한 힘이 존재하며 이 힘은 중력에 저항하여 입자가 서로를 밀어내면서도 에너지를 흡수, 저장, 방출할 수 있게 하는 힘이라는 것을 의미합니다. 또한, 중력으로 붙어 있다고 해도 두 입자는 이 힘에 의해 끊임없이 자신의 시간을 증명하고 있음을 의미합니다. 이 힘은 지금 우리가 유일하게 중력과 함께 느낄 수 있는 유일한 힘으로서 중력과 같이 매우 중요하고 실용적인 힘입니다. 그것은 바로 전자기력으로 실체적 입자와 함께 확률적 파동으로서 하나의 원자를 이루고 있는 근본적인 힘인 것입니다. 

원자로 이루어진 모든 존재들은 각자 가지고 있는 전자기력을 통해 자체적인 파동(에너지)을 가지면서 다른 에너지(파동)와 상호작용할 수 있는 것입니다. 전자기력에 따라 원자를 이루는 모든 입자들은 전하를 통한 전기적 상호작용으로 에너지를 흡수, 저장, 방출할 수 있으며 들뜬상태와 바닥상태를 통해 에너지가 변화하는 확률로서 존재하고 있음을 증명하는 것입니다. 여기서 원자를 구성하고 있는 전하(입자)의 상호작용은 구형태로서 끊임없이 방향이 전환되기에 자체적인 전류와 함께 자기장을 형성하므로 원자라는 입자와 함께 존재하는 전자기력을 갖게 됩니다. 이 전자기력은 원자들이 서로 근접했을 때 원자를 이루고 있는 입자들이 결합되지 않으면서 각자가 이루고 있는 확률적/실체적 존재가 중첩되어 있는 원자를 유지할 수 있게 해 줍니다. 즉, 모든 입자들이 전자기력을 통해 중력에 따라 상대적인 움직임 없이 뭉쳐지는 것이 아닌 각자만의 실체적 시공간(크기/형태/움직임)을 유지하면서 존재할 수 있는 것입니다. 실체적 존재의 중력으로 인해 모든 입자들이 상대적인 움직임(시간)을 갖지 못한 채 단지 형태와 크기(공간)만을 가지고 있는 덩어리만이 존재하는 모순을 확률적 존재인 파동과 상호작용하여 형성되는 전자기력이 막는 것입니다. 

그리고 이 전자기력은 파동과 상호작용하여 존재하는 만큼 입자가 그저 퍼져 나가 서로 간의 거리가 끊임없이 멀어진다면 자신의 존재를 증명할 가능성이 점점 떨어져 결국 0에 수렴하게 됩니다. 이 전자기력은 파동으로서 존재하는 만큼 다른 파동과 함께 상호작용하면서 끊임없이 변화하는 공간을 이뤄야 하지만 입자와 함께 중첩되어 존재하는 파동들이 서로 계속 멀어져 자신의 존재를 증명할 확률이 줄어들게 되면 결국 모순이 발생되는 것입니다. 이 모순은 파동으로서 다른 파동과 함께 간섭(상호작용) 하여 자신의 존재를 증명해야 하지만 주변에 아무런 파동이 존재하지 않는 것으로서 변화하는 시간을 갖지 못하는 것입니다. 한번 만들어진 파동의 형태가 그 어떤 변화 없이(다른 파동과의 간섭 없이) 퍼져 나가기만 하는 것으로 변화되는 공간 즉, 변화되는 파동을 이루지 못하는 것입니다. 이를 막아주는 것이 바로 입자들을 한 위치로 모아주는 중력으로서 입자와 함께 파동들은 끊임없이 한 위치에 모여 서로의 존재를 증명할 수 있는 것입니다. 이렇게 확률과 실체는 입자와 파동으로서 중력과 전자기력을 통해 서로를 상호 보완하여 존재하는 필연적인 관계를 갖는 것입니다.   

*원의 움직임만이 독립적인 시간으로서 온전히 모든 존재에게 각자의 시간을 부여할 수 있는 이유: 원형의 움직임만이 끊임없이 원의 중심을 기준으로 움직이는 방향이 변화된다. 끊임없이 방향이 변화된다는 것은 움직임이 고정되어 있지 않은 것으로 전과 후를 구분 지을 수 있게 되어 결과적으로 시간은 움직임의 변화와 함께 흐르게 된다. 시간이 끊임없이 증명될 수 있는 것이다. 즉, 원형의 움직임과 형태는 고정된 각자의 공간과 함께 끊임없이 변화하는(흐르는) 시간을 증명할 수 있는 유일한 형태와 움직임인 것이다. 이는 우주(시공간)를 이루는 모든 존재가 원자로서 결과적으로 원형의 형태와 움직임을 가지고 있는 이유가 된다.   

그리고 이러한 전자기력은 반복적인 입자(전자와 원자핵) 간의 (원형의) 상호작용으로 발생되는 만큼 원자라는 고정된 위치에서 이 원자의 에너지는 파동으로 퍼져 나가게 됩니다. 이는 원자가 전자기력을 발생 및 유지할 수 있기 때문으로 원자는 움직일 수 있으면서도 그 원자에서 끊임없이 원형의 파동이 형성되는 것입니다.

*여기서 원자와 양자의 차이를 알 수 있다. 원자는 그 형태와 움직임으로 온전히 자체적인 확률적/실체적 파동과 입자가 중첩되어 존재한다. 반면 원자를 이루지 못한 양자들은 전하를 가지고는 있지만 그 어떤 존재로부터 상대적인 위치가 결정되지 못한 것으로 고정된 위치에서 파동을 형성하지 못한다. 그리고 이 양자들은 그 크기와 질량이 매우 작아 실체적 입자로서 중력으로 영향을 미치면서 서로의 존재를 증명하지 못한다. (서로의 존재를 알지 못한다. 너무 크기가 작아 부딪힐 가능성도 0에 수렴한다.) 이런 상황에서 이 양자는 스스로의 존재를 증명하기 위해 파동으로서 존재한다. 여기서 만약 외부의 어떤 빛이 자신을 관찰한다면(상호작용한다면) 입자로 붕괴되어 한 위치에서 발견될 것이다. 그러나 만약 이 빛이 자신이 형성하고 있는 파동보다 약하다면 붕괴되지 않고 오히려 그 파동과 함께 중첩/상쇄 간섭을 이룰 것이다. (자세한 설명은 뒤에서)

그렇다면 이런 원자들이 서로 가까이 있을수록 이 원자들이 발생시키는 파동들은 보다 빠르고 강력하게 서로 간섭을 일으키면서 보다 강하게 주위에 존재하는 무수한 파동으로부터 자신의 존재를 증명할 것입니다. 이는 더욱 강력한 전자기력을 발산하는 것으로서 외부의 힘에 대해 강하게 저항(반사)하게 됨을 의미합니다. 이는 외부에서 들어가는 빛 또한 마찬가지인 것으로 원자는 실체적 입자를 제외하면 99.9999%가 비어 있는 상태임에도 투명하게 보이지 않는 이유를 설명합니다. 사실상 모든 존재를 이루는 실체적 입자들은 전체의 0.00…1%에 불과하지만 전자기력과 함께 중첩되어 존재하기에 어떤 위치에 상대적인 형태와 움직임을 가진 채 100% 존재하고 있는 것입니다. 이러한 이유로 인해 분명 내 앞에 있는 (99.9999%가 비어 있는 원자로 이루어진) 스마트폰은 움직이지 않은 상태로서 투명해 보이거나 시공간 모순에 의해 존재하면 안 되지만 분명 어떤 위치에서 크기와 형태를 가진 채 존재하는 것입니다. 무엇보다도 서로의 실체적 크기/형태/위치를 확정 지을 수 있게 해주는 빛은 전자기력을 통해 형성됩니다. 이는 만약 시공간에 입자만이 존재했다면 애당초 시간(빛/파동)은 존재할 수 없었던 것으로서 모든 존재가 모순됨을 의미합니다. (빛의 이중성에 대한 자세한 정의는 뒤에서)

*원자만이 자신이 이루고 있는 크기와 형태, 상대적인 위치(원자핵과 전자)에서 고정되어 끊임없이 (원자의 일정한) 파동을 형성할 수 있다. (=계속 유지되는 전자기력을 발산할 수 있기 때문) 반면 원자를 형성하지 않는 양자들은 어떤 정해진 위치 없이 계속해서 파동들에 의해 그 위치가 변화된다. 이는 원자가 더 거대한 실체적 크기와 형태를 갖춘 존재의 기반이 됨을 의미한다. 

*양자들이 원자를 이루는 이유

양자는 질량과 크기, 에너지가 너무 작아 확률이라는 파동과 실체라는 입자의 중첩을 이루고는 있지만 이 중첩은 불균형한 상태를 이루고 있다. 분명 입자로서 존재하기도 한 이 양자는 실체적 특징(크기/질량)이 너무 작아 입자로서 상대적인 형태와 움직임을 갖는 것보다는 주변에 존재하는 파동에 의해 그 형태와 움직임이 결정되는 것이다. 즉, 분명 입자이지만 (자신의 존재를 증명하는) 영향을 받는 것은 파동이 훨씬 강한 것이다. 이는 파동이라는 확률 입장에서 보면 너무나도 약한 실체로 인해 자신을 존재하게 하는 이중성(실체)이 모순될 수 있는 상황이 벌어질 가능성이 존재하는 것이다. 존재의 근간이 되는 모든 양자들이 만약 너무나도 약한 실체적 특징(중력)에 의해 계속해서 파동으로서 존재하게 된다면 모순이 존재하게 되는 것이다. 이는 이 파동이 입자들의 전자기적 특징을 가짐으로써 발생되어야 하는 이유로서 양자들은 파동 속에서 자신들이 가진 전하를 통해 중력보다 강한 전자기력으로 서로 분열되고 모였음을 의미한다. 이렇게 만들어진 원자는 양자보다 훨씬 더 강한 질량과 큰 크기(실체적 특징)를 가짐으로써 중력으로 다른 존재들과 상호작용하고 상대적인 형태와 움직임으로 스스로를 강하게 증명할 수 있게 되었다. 여기서 이 원자가 발생시키는 파동은 원자를 이루는 양자(입자) 간의 상대적인 위치가 어느 정도 고정된 상태에서 발생되는 형태와 움직임에 따라 형성된다. 이는 나를 기준으로 원자가 발생시키는 파동(확률)으로 입자(실체)를 알 수 있고, 동시에 상대적 위치가 고정되어 있는 원자(입자)로 파동을 알 수 있음을 의미한다. 즉, 파동(에너지)과 입자(질량)의 균형이 맞춰진 완벽한 중첩으로서 온전히 두 상태를 동시에 유지시킬 수 있으며, 중력과 강한 전자기력을 통해 자신보다 더 무거운 질량과 큰 실체와 더 큰 파동(에너지)을 가진 존재를 만들 수 있는 것이다. 반면 양자는 불확정성 원리에 따라 운동량(에너지)과 입자의 위치를 동시에 특정할 수 없는데 이는 자신 스스로가 자체적인 파동과 입자를 유지하지 못한 채(균형을 이루지 못한 채) 주로 파동에 의해서 입자의 위치가 일방적으로 결정되기 때문이다. 즉, 모든 존재는 확률(시간)과 실체(공간)의 균형을 맞추기 위한 근본적인 특징을 가지고 있는 것이며, 이것이 양자가 원자를 이루려는 이유이다. (뒤에서 더 자세히 설명)

즉, 이 우주라는 시공간에게 파동(확률)과 입자(실체)의 중첩은 필연적인 것이며 이 둘은 각각 시간과 공간으로서 상호보완적 관계를 이루고 있는 것입니다. 그렇다면 시간과 공간의 상반된 형태와 움직임에 따라 확률적 존재인 파동과 실체적 존재인 입자 또한, 서로 상반된 형태와 움직임을 가지고 있을 것이며 하나로 상호작용할 것입니다. 지금까지의 내용을 토대로 확률적 존재인 파동과 실체적 존재인 입자를 시간과 공간의 상반된 형태와 움직임으로서 정리하면 다음과 같습니다.