The Principle of Polarity
지난 글에서는 항성, 블랙홀, 퀘이사 등 우주의 천체들에 대해 알아보았습니다(*1, *2, *3). 우주는 과학적 진보를 통해 많은 진실이 밝혀지고 있습니다. 과학적 증명이란 '관찰 가능한 사건'을 통해 '존재를 증명하는 것'을 의미합니다. 관찰 가능한 세계는 '형태가 있는 것/보이는 것'으로 형이하학적인 세계를 의미합니다. 이에 반해 관찰할 수 없는 세계는 '형태가 없는 것/보이지 않는 것'으로 형이상학적인 세계라고 할 수 있습니다.
형이상학은 예를 들어 '의식(Consciousness)'이나 '영혼(Soul/Spirit)'이라는 것도 포함하여 '측정할 수 없는 것/존재가 증명되지 않은 것'을 폭넓게 다루는 학문입니다. 형이상학(비물질적 세계)과 과학(물질적 세계)은 서로 통하지 않는 것으로 생각하기 쉽지만, 형이상학적 법칙은 물질세계에도 예외 없이 적용됩니다. 이번에는 과학적으로 파악한 우주에서 형이상학적 법칙을 찾아보고자 합니다.
먼저 아래 Figure 1을 보겠습니다. 이것은 왼쪽에 우주의 기점인 '빅뱅(Big Bang)'이 있고, 오른쪽으로 갈수록 시간이 경과하여 가장 오른쪽이 '137억 년이 지난 현재의 우주'를 나타내는 우주의 축소판입니다. (*4, *a). 현재 과학적으로 밝혀진 가장 유력한 이론을 바탕으로 제작된 일러스트입니다.
이 Figure 1의 (1) 부분, 즉 '빅뱅 이전'을 상상해 봅시다. 이 영역은 아직 "물질도 빛도 시간도 공간도 아무것도 없는 상태"입니다. 과학적으로는 아마도 관측할 수 있는 수단이 없는 영역입니다. 상상하는 것 외에는 묘사할 수단이 없는 영역입니다. 한 가지 상상으로는 Figure 2와 같은 모습이었을지도 모릅니다. 그곳에는 '빛'도 '어둠'도 없고, '시간'도 '공간'도 없었을 것입니다. "아무것도 없었다"고 말할 수 있을지도 모릅니다. 어쩌면 "또 다른 우주(Another universe/ Multiverse)가 있었을 수도 있고, 그 외의 무언가가 있었을 수도 있습니다.
그리고 어느 순간 그곳에서 '빅뱅(Big Bang)'이 일어났습니다. '왜 일어났는지', '왜 아무것도 없는 곳에서 폭발이 일어났는지', '누가 일어났는지', '어떻게 일어났는지'는 과학적으로 밝혀지지 않았습니다.
이때 처음으로 '시간'과 '공간'이 만들어졌고, 빠르게 팽창했습니다(*5). 이때 우주는 10^30도K(켈빈: 추정 온도)의 초고온으로 빛과 에너지만 있는 상태였으며(*6, *7), Figure 1의 그림에서 (2)의 기간이 이 상태에 해당합니다.
빅뱅 이후 약 38만 년 후까지 우주의 상태는 태양보다 더 높은 온도에서 태양과 비슷한 '플라즈마(Plasma) 상태(8)'로 전자(Electron)도 양성자(Proton)도 중성자(Neutron)도 원자를 형성하지 않고 원자를 형성하지 않은 채로 따로따로 존재하고 있었다(자세한 내용은 지난 글 참조9). 광자(Photon)도 이들 입자와 혼합된 상태였기 때문에 우주 전체가 태양처럼 발광하는 상태였습니다.
이때의 우주는 '빛'만 있는 상태였습니다. "빛을 가리는 것"이 없었기 때문에 "어둠"이나 "음"은 존재하지 않는 상태였습니다.
그리고 우주 탄생 후 약 38만 년 후 우주의 온도가 3000도K 정도가 되면서 양성자와 전자, 중성자가 결합하여 원자가 형성됩니다. 동시에 광자가 다른 입자의 간섭을 받지 않고 자유롭게 직진할 수 있게 되었습니다. 이로 인해 우주는 맑아지고 빛이 멀리까지 도달할 수 있게 되었습니다. 이 현상을 '우주의 개기(*10)', 입자들이 결합하는 시기(Recombination epoch)라고 합니다.
이 "우주가 밝아지는" 시기는 Figure 1의 (3)의 시기에 해당합니다. 이때 우주에는 양성자, 전자, 수소, 헬륨과 같은 물질이 풍부하게 존재했습니다. 하지만 우주의 온도도 낮아져 '빛을 내는 것'이나 '빛을 반사하는 것'이 전혀 존재하지 않아 우주는 암흑 상태였습니다(Figure 4).
한동안 우주는 암흑 상태였지만, 수백만 년이 지나면서 중력에 의해 가스가 모여 별이 형성됩니다. 별의 인력이 주변 물질을 더욱 끌어당겨 무게가 현재의 태양 정도의 무게가 되면 자연스럽게 내부에서 핵융합 반응이 일어나기 시작합니다(*11).
이 시기가 Figure 1의 (4)에 해당합니다. 별의 중심에서 핵융합이 일어나기 시작하면 그 별은 태양처럼 빛을 내는 항성(Fixed stars)이 됩니다. 이렇게 암흑이었던 우주 곳곳에서 빛을 발하는 별이 탄생하게 됩니다(Figure 5).
그리고 별들이 계속 탄생하여 이 은하계에만 1000억~4000억 개의 항성(*12)이 있다고 알려져 있으며, 우주는 셀 수 없을 만큼 많은 별들로 채워져 갑니다(Figure 6).
그림 1의 (5)의 시기에는 성숙하여 질량이 커진 별들이 늘어납니다. 그리고 별이 너무 커지면 어떻게 되는가 하면, 태양 질량의 약 30배 이상의 별은 자기 중력을 견디지 못하고 블랙홀이 됩니다(*13).
블랙홀은 너무 강한 중력 때문에 모든 입자가 형태를 유지하지 못하고 중심부로 빠져들어 갑니다. 그 중력은 공간을 뒤틀어 버리기 때문에 빛조차도 빠져나갈 수 없습니다. 따라서 직접 관측할 수 없고, 주변의 빛마저 빨아들이기 때문에 관측하면 말 그대로 '검은 구멍(Black hole)'처럼 보입니다(Figure 7, *e).
이 블랙홀의 성질은 매우 강력합니다. 행성이든 항성이든 상관없이 근처에 있는 천체를 '암흑' 속으로 빨아들입니다. 그렇다면 거대한 블랙홀끼리 서로 가까워지면 어떻게 될까요? (Figure 8)
답은 '더 큰 거대 블랙홀이 탄생한다'입니다. 행성끼리 충돌할 경우 산산조각이 나 사라질 수도 있지만, 블랙홀끼리 충돌해도 파편이 중력을 넘어 외부로 나가는 것은 불가능합니다. 따라서 질량은 단순히 더해져만 갑니다. 따라서 블랙홀은 원칙적으로 '소멸하지 않는', '일방적으로 계속 증가하는 암흑'이라고 할 수 있습니다.
하지만 무적의 암흑처럼 보이는 블랙홀에도 변화가 일어납니다. 모든 천체를 집어삼켜 태양의 1억 배 이상의 질량이 된 블랙홀은 하나의 은하를 회전시킬 만큼 큰 중력장을 가지게 됩니다.
소용돌이처럼 회전된 주변 물질은 블랙홀 주변에 강착원반(Accretion disk)이라는 구조를 만들기 시작합니다. 이 원반 위의 물질들은 끌어당기는 강력한 중력과 회전하는 원심력에 의해 서로 충돌하면서 강한 빛을 내기 시작합니다(Figure 9).
이 천체는 중심에 블랙홀을 가지고 있지만, 태양의 수억 또는 수조 배의 빛을 낼 수 있습니다. 이전 글을 읽으신 분들은 이미 알고 계시겠지만, 이 천체를 '퀘이사(Quasar, *2, *14)라고 부릅니다.
그림 10은 지구에서 약 14억 광년 떨어진 곳에 있는 PG0052+251이라는 퀘이사 이미지의 일부입니다(*15, *h). 이 퀘이사의 겉보기 밝기가 15등급 정도이므로 절대등급을 계산하면 태양의 수 천억 배 이상의 밝기로 빛나고 있는 것으로 추정됩니다.
현재 우주는 그림 1의 (7) 단계에 있으며, 앞으로는 미래 우주(8)를 향해 나아가고 있습니다.
지금까지 우주의 기원을 돌아보면 알 수 있듯이 '빛'과 '어둠'은 서로 반대되는 양 극단으로 존재해 왔습니다. 우주가 창조된 이래로 '빛과 어둠'은 항상 표리일체의 것으로 존재하고 있습니다.
이 법칙은 과학의 법칙이 아닌 형이상학적인 법칙으로 '극성의 법칙(The Principle of Polarity, *16)'으로 알려져 있습니다.
"모든 것은 극성이 있고, 모든 것은 쌍을 이룬다. 모든 것은 정반대의 것이 존재한다. 정반대인것은 같은 성질은 동일하나 정도가 다를 뿐이다. 반대되는 것들도 본질은 같다. 모든 진리는 절반의 진리에 불과하다. 양 극단은 만난다. 모든 반대되는 것들은 조화를 이룬다(*16)."
또한 지금까지 논의한 우주의 모든 천체도 항성이든 블랙홀이든 퀘이사든, 빛이든 어둠이든, 사실 '보이는 우주의 측면'에 불과합니다.
이미 알고 계신 분들도 계시겠지만, 블랙홀의 비율이 아니라 '전혀 파악할 수 없는, 관측의 실마리조차 잡을 수 없는 암흑물질(Dark Matter, *17)이라는 것도 존재만 알려져 있습니다(자세한 내용은 과거 기사 참조 *18, *19). 게다가 놀랍게도 '관측 가능한 모든 것들보다 미지의 암흑물질이 더 많다는 것'도 밝혀졌습니다.
인류가 진화를 통해 태양계를 알고, 우리가 훨씬 더 큰 은하계의 일부라는 것을 알고, 천체물리학과 중력에 대한 지식을 얻어 모든 것을 빛으로 볼 수 있다고 생각했을 때, 전혀 예상치 못한 거대한 암흑이 등장했습니다.
하지만 이것은 이 우주의 보편적인 법칙이라고 할 수 있습니다.
"빛이 커지면 빛 속에 어둠이 생긴다. 마찬가지로 어둠이 커지면 어둠 속에 빛이 생긴다. 빛이 어둠을 능가하면 어둠이 빛을 능가하려 한다. 마찬가지로 어둠이 빛을 능가하면 반대로 빛이 어둠을 능가하려 한다. 이것들은 일시적으로 불균형인 것처럼 보이지만, 불균형 속에서 균형을 유지하고 있다. 그리고 이러한 균형을 유지한 불균형의 반복은 영원히 끝나지 않는다."
이는 음양(Yin Yang, *20) 사상과 동일하며, 리듬의 법칙(The Principle of Rhythm *16)도 포함하고 있습니다. 이 법칙은 '낮과 밤', '빛과 어둠', '보이는 것과 보이지 않는 것', '알려진 것과 알려지지 않은 것' 등 '알려진 것과 알려지지 않은 것'까지 모든 사건에 적용되는 보편적인 법칙입니다. 왜냐하면 "이 우주가 그렇게 디자인되어 창조되었기 때문"이기 때문입니다.
그 한 예로 "하나의 수수께끼가 풀리면 더 많은 새로운 수수께끼가 늘어난다"는 것은 지금까지의 인류의 진보에서도 알 수 있습니다. 이 보편적 원리를 이해하는 것이 '형상이 있는 세계'와 '형상이 없는 세계' 양자의 세계에 대한 이해를 깊게 해줄 것임은 틀림 없습니다.
빛과 어둠의 순환의 사이클, 수수께끼의 해명과 함께 새로운 수수께끼의 발견이라는 사이클은 영원히 끝나지 않을지도 모릅니다. 하지만 그 과정을 멈추지 않는 것이 인류의 진화와 다음 차원으로 나아가는 열쇠라고 할 수 있습니다. 지금까지 밝혀진 우주의 진실을 돌아보며 명상을 하다 보면 보이지 않는 부분도 상상할 수 있을지도 모르겠습니다.
저자: Takuma Nomiya 노미야 타쿠마、번역: Minaa Sim 심민아
MD, PhD, Meditation/Metaphysics Guide
의학박사, 명상・형이상학 가이드
임상의사로서 20년 이상 다양한 질병과 환자를 접하며 신체적 문제와 동시에 정신적 문제도 다루고 있다. 기초연구와 임상연구로 다수의 영문 연구 논문을 집필. 그 성과는 해외에서도 인정받아 직접 학술 논문을 집필할 뿐만 아니라 해외 의학 학술지로부터 연구 논문의 피어리뷰 의뢰를 받기도 한다. 증거 중심주의에 치우치지 않기 위해 미개척 연구 분야에도 관심을 기울이고 있다. 의료의 미래를 계속 탐구하고 있다.
1. 무한한 혜택: 태양의 에너지 시스템
https://brunch.co.kr/@newlifekorea/66
https://note.com/newlifemagazine/n/n19ba0f093c00
2. 블랙홀과 퀘이사: 암흑이 빛으로 변하다
https://brunch.co.kr/@newlifekorea/67
https://note.com/newlifemagazine/n/n451cf6260fd5
3. 우주 최고의 고온/"불"의 명상
https://brunch.co.kr/@newlifekorea/68
https://note.com/newlifemagazine/n/nb535247ccc77
4. 우주의 연대기-위키피디아. https://en.wikipedia.org/wiki/Chronology_of_the_universe
5. Jonathan Allday, "쿼크, 렙톤 그리고 빅뱅" 제2판, The King's School, Canterbury, Institute of Physics Publishing Bristol and Philadelphia, 2002
6. Ferreira PG and Magueijo J. (2008). 대규모 구조를 통한 빅뱅 온도의 관측. Physical Review D, 78(6), 061301.
7. 빅뱅-위키피디아. https://en.wikipedia.org/wiki/Big_Bang
8. 플라즈마란? 교토대학. https://p-grp.nucleng.kyoto-u.ac.jp/plasma/index.html
9. 우주의 시작: "우주 창조의 알케미"
https://brunch.co.kr/@newlifekorea/11
https://note.com/newlifemagazine/n/n724aead9b9a4
10. 우주의 맑아짐−천문학사전. https://astro-dic.jp/clear-up-of-the-universe/
11. 무한한 혜택: 태양의 에너지 시스템
https://brunch.co.kr/@newlifekorea/66
https://note.com/newlifemagazine/n/n19ba0f093c00
12. 은하수에 별이 몇 개나 있을까? NASA 천체물리학 과학부. https://asd.gsfc.nasa.gov/blueshift/index.php/2015/07/22/how-many-stars-in-the-milky-way/
13. 블랙홀-위키피디아. https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole
14. Martin Elvis, 퀘이사를 위한 구조, The Astrophysical Journal, 545:63È76, 2000
15. Zhang, XG. 반향 매핑된 활성 은하핵 PG 0052+251의 중간 광대역선 영역에 대한 증거. The Astrophysical Journal, Volume 741, Issue 2, article id. 104, 12 pp. (2011).
16. Three Initiates (1908). 키발리온: 고대 이집트와 그리스의 헤르메스 철학 연구. Chicago: The Yogi Publication Society.
17. 암흑물질(다크매터)–위키피디아. https://ja.wikipedia.org/wiki/暗黒物質
18. 분명히 존재하는데 과학적으로 관측할 수 없는 것
https://brunch.co.kr/@newlifekorea/17
https://note.com/newlifemagazine/n/n594654ee1eb3
19. 우리 주위에도 있었던, 미지의 물질: 다크매터(2)
https://brunch.co.kr/@newlifekorea/20
https://note.com/newlifemagazine/n/ned28052f0b6b
20. 음양-위키피디아. https://ja.wikipedia.org/wiki/陰陽
이미지 인용
*a. Image by rawpixel.com. https://www.freepik.com/free-photo/lighter-flame-element-realistic-burning-fire-image_19001545.htm
*b. Image by 07394105. https://www.vecteezy.com/photo/4955790-burning-firewood-flame-closeup-fire-embers
*c. 青花 SEIKA, (有)しん窯 HPより. https://www.shingama.com/hpgen/HPB/entries/694.html
*e. https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/image/sun.jpg
*f. Image of WR124 by NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team. https://esawebb.org/images/weic2307d/
*g. Image by NASA/Jenny Mottar. https://www.nasa.gov/image-article/anatomy-of-sun/
*h. https://wall.alphacoders.com/big.php?i=1255278
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