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빅뱅 이론은 정말 과학적인가?

저자:
번역 : 이종헌 (creation.kr)

Big-Bang-scientific

진화론을 장려하는 대부분의 교과서에 따르면, 우주는 약 140억 년 전에, 지금의 우주 전체에서 발견되는 수십억 개의 은하를 구성하는 모든 물질과 에너지를 압축한, 상상할 수 없을 정도로 뜨거운 ‘점’인 특이점(singularity)으로서 시작했다고 추정한다. 빅뱅 이후에 이 특이점은 팽창하고 냉각되기 시작하면서, 쿼크(quarks)와 전자(electrons)가 형성될 수 있게 했는데, 이것이 원자의 구성요소가 되었다. 우주는 계속 냉각됨에 따라, 쿼크가 결합하여 양성자와 중성자를 형성했다. 그런 다음 이들이 결합하여 ‘가벼운 원소(light elements)’, 즉 수소(소량의 ‘중수소’를 포함하여), 헬륨, 리튬을 만들었다. 그리고 이 모든 것이 우주의 처음 3분 안에 일어났다는 것이다!

그러나 이 원소들은 아직 원자가 아니라, 핵이었다. 추정컨대 원자는 약 37만9천 년의 냉각을 거친 후에, 핵이 전자와 결합하여, 원자를 형성할 수 있었다는 것이다. 이 수소 및 헬륨 가스는 첫 번째 별들의 형성을 위한 물질을 제공했다고 말해진다. (수소와 헬륨과 리튬은 질량이 거의 없기 때문에, ‘가벼운 원소’라고 알려져 있다. 진화 우주론자들은 (그들이 ‘금속’이라 부르는) 무거운 중원소(heavier elements)들은 별들 안쪽 내부에서 형성됐다고 생각하고 있다.

물론 성경적 창조론자들은 이러한 빅뱅 이론(Big Bang theory)을 거부한다. 왜냐하면 창조의 순서가 성경과 모순되기 때문이다. 빅뱅 이론에서는 별들이 지구보다 먼저 출현했지만, 창세기에는 지구가 별들보다 먼저 만들어졌다.

빅뱅 이론을 뒷받침하는 증거라고 제시되고 있는 주요한 세 가지가 있다. 그것은 1)배경 열(background heat), 2)풍부한 ‘가벼운 원소’, 3)우주의 팽창이다.

배경 열

우주는 원래의 빅뱅 ‘폭발’의 ‘잔광(after-glow)’ 혹은 ‘격발 후 총에서 나는 연기(smoking gun)’라고 불리는, 낮은 수준의 배경 열에 둘러싸여 있는 것처럼 보인다. 이것은 ‘우주배경복사(CMBR, cosmic microwave background radiation)’라 불려진다.1 그것은 매우 정확하게, 그리고 매우 상세하게 측정되어 있으며, 빅뱅 이론에서 예상되는 것과 일치하는 온도를 갖고 있다고 말해진다.

그러나 창조과학자들은 이러한 배경복사 열이 실제로 빅뱅 이론의 주요한 문제점이라고 지적한다. 그 이유는 실제로 전 우주에 걸쳐 이 온도가 같은데, 이것은 빅뱅에서 예상되는 것이 아니기 때문이다. 보통의 ‘폭발’은 실제로 극도로 고른 열 패턴이 아니라, 고르지 않은 열 패턴을 남길 것이다.

물론 진화론자들은 ‘지평선 문제(horizon problem)’라고 불리는 이 문제점을 잘 알고 있으며, 어떤 사람은 해결책이 있다고 주장한다. 아마도, 초기의 ‘폭발(bang)’ 직후, 아주 짧은 시간 동안 우주는 훨씬 더 높은 비율로, 실제로는 빛의 속도보다 훨씬 훨씬 더 빠르게 팽창함으로써, 배경복사 열이 고르게 균등할 수 있었다는 것이다. 이 극도로 빠른 팽창을 ‘급펭창(inflation, 인플레이션)’이라고 한다.

그러나 프린스턴 대학의 아인슈타인으로 말해지는 폴 슈타인하르트(Paul Steinhardt)에 따르면, “급팽창은 매우 유동적이고 … 어떤 결과를 얻기 위해 조정될 수 있다면 … 어떤 결과든 얻어낼 수 있다”는 것이다. 그래서 그는 이렇게 말한다. “급팽창을 뒷받침하거나, 또는 반박하는 증거를 발견한다는 것은 불가능하다.”2 그의 말에 창조과학자들은 동의한다. 그리고 사실 이것은 빅뱅이론이 틀렸음을 가리키는 사실을 억지로 설명하기 위해 만들어진 임시변통의 이야기에 불과한 것이다.

풍부한 가벼운 원소

빅뱅 이론은 실제로 우주에서 발견되는 가벼운 원소의 양을 정확하게 예측했다는 것이다. 수소가 가장 흔하고 다음으로 헬륨, 중수소, 리튬 순으로 많을 것이라고 예측하고 있는데, 그대로 관측되었다. 특히 헬륨의 양(25%)은 빅뱅 이론에 기반한 계산과 일치하고 있다. 그러나 역사적으로 이 주장은 매우 논란의 여지가 있다. 버비지(Burbidge)와 호일(Hoyle) 교수는 이렇게 지적한다 :

“오늘날 헬륨의 존재는 마이크로파 배경복사와 더불어 … 빅뱅 이론의 주요한 증거로 주장되고 있다. 그러나 이 주장은 풍부한 헬륨과 마이크로파 배경복사를 설명할 다른 방법이 없는 경우에만 강력하다.”3

그런 다음 이 헬륨은 (빅뱅이 아니라) 별 내부에서 수소의 연소(융합)에 의해서 생성되었으며, 별에서 방출되었고, 먼지 구름에 의해 흡수된 열이 우주 마이크로파 배경복사를 생성했다고 주장한다.

버비지 교수에 따르면, 관측된 헬륨의 풍부함이나 우주 마이크로파 배경복사의 수준은 실제로 빅뱅 이론이 예측했던 것이 아니었다는 것이다. 과학자들은 이미 헬륨의 풍부함을 측정했는데, 빅뱅 이론을 조정하여, 그것이 ‘올바른 결과’를 도출하도록 만들었다는 것이다. 그는 우주에 있는 헬륨의 양을 ‘예측’하게 하도록 하는 매개변수(빅뱅 이론에서의 숫자)와 관련하여 다음과 같이 썼다:

“그것은 올바른 결과가 나오도록 선택된 것이다 … 이것이 빅뱅 이론이 마이크로파 배경복사를 설명할 수 있다거나, 우주의 헬륨 값이 0.25(즉 25%)에 가까운 것을 설명할 수 있다고 주장할 수 없는 이유이다. … 당신이 정말로 빅뱅이론을 믿는다면, 관측과 이론이 일치하도록 매개변수들을 선택할 수 있다. 그러한 주장은 기본 이론에 근거한 것이 아니다.”4

진화 우주론자들은 때때로 위성 측정으로부터 얻은 정보(데이터)를 사용하여, 빅뱅 이론이 가벼운 원소의 양을 예측할 수 있다고 주장한다.5 그러나 그것은 그렇지 않다. 왜냐하면 그들의 이론은 관측될 수 없는 형태의 물질인 ‘암흑물질(dark matter)’의 존재에 의존하고 있기 때문이다.4,6 (은하와 별들이 자연적 과정으로 어떻게 형성되었는지를 설명하기 위해서는 이 ‘암흑물질’이 필요하다. 그러나 많은 창조론자들과 일부 세속 우주론자들은 그것이 존재하지 않는다고 믿고 있다.)7

팽창하는 우주

우주의 팽창이 빛의 파장을 잡아 늘려 빛을 붉게 만드는 것으로 생각되고 있다.8 이것을 ‘적색편이 (redshift)’라고 하며, 은하들을 볼 때 관측된다. 또한 일반적으로 멀리 있는 은하일수록 적색편이가 커진다.9 이것은 우주가 팽창하고 있으며, 멀리 있는 은하는 더 빠르게 멀어져가는 것을 나타낸다고 이해되고 있다. 그러므로 시간을 거꾸로 되돌리면, 우주가 점점 더 작아져서 원래의 상태인 특이점에 도달할 것으로 생각하는 것이다.

반면에 창조과학자들은 우주가 팽창하고 있다는 증거는 받아들이지만, 이것이 우주가 특이점으로부터 시작했음을 의미하는 것은 아니며, 우주는 하나님이 창조하셨을 때 상당히 큰 상태에서부터 팽창을 시작했을 수도 있다고 생각한다.

창조과학자들은 우리의 우주가 무작위적 ‘폭발’로부터 시작되었다는 무신론자들의 주장은 터무니없다고 주장한다. 예를 들어, 필요한 팽창 속도에서 극도로 미세한 차이만 있어도 치명적일 수 있기 때문에, 팽창 속도는 아주 정밀해야만 한다. 아주 조금만 더 빨라도 입자들이 서로 떨어져 날아가게 되어, 그들끼리 모여서 별과 행성을 형성하지 않는다. 아주 조금만 느려도 중력이 모든 것을 다시 끌어 모아, 행성도 생명체도 없는 극단적인 ‘대함몰(big crunch)’를 초래했을 것이다. 노벨상 수상자인 스티븐 와인버그(Steven Weinberg) 교수에 따르면, 필요한 팽창률(‘우주상수’라고도 함)을 결정하는 숫자는 소수점 이하 120자리(1/10^120) 이내로 정밀했어야 한다는 것이다.10

그러면 이것은 무엇을 의미하는가? 자, 콘크리트 배합을 예로 들어 보자. 여기에 첨가되는 물의 양이 매우 신중하게 배합되어야하며, 그렇지 않으면 콘크리트에 필요한 강도를 얻을 수 없다. 일반적으로, 시멘트 100kg마다 약 40kg의 물을 첨가해야 한다. 건축 시에 이 비율에 약간의 여유가 있을 수 있는데, 첨가되는 물의 양에 1kg의 오차가 있더라도, 콘크리트는 여전히 요구되는 강도를 갖는다. 0.1kg의 오차 한계로 작업하는 것도 여전히 현실적일 수 있다. 그러나 허용 오차가 0.0000001kg에 불과하다면, 이것은 분명히 비현실적이다. 0.000001은 소수점 이하 6째 자리까지 정확한 수치이다.

six-positions

그러나 소수점 이하 120 자리의 숫자는 소수점 오른쪽으로 120번째 자리까지 0이 있고 1이 있는 수치이다.

120-positions

단지 ‘폭발’이 일어나서, 이런 극도로 극도로 정밀한 팽창 속도가 우연히 만들어지는 것이 현실적으로 가능한 일일까?

RIP-Big-Bang

그러나 이 극도로 정밀한 팽창률도 생명체가 존재할 수 있는 우리 우주와 같은 우주를 빅뱅이 만들어 내기 위해 ‘미세 조정‘ 되어야만 했던 많은 요소들 중 단지 하나일 뿐이라는 것이다. 예를 들어, 원자를 구성하는 입자의 질량, 원자를 서로 결속하는 힘 및 중력 등이 모두 극도로 정확한 값을 갖지 않았다면, 빅뱅은 생명체가 없는 우주를 만들었을 것이다.11,12 창조과학자들은 이토록 극도로 정밀하게 미세 조정된 과정들은 우연히 일어날 수 없다고 주장한다.

결론

기독교인들은 기원에 관한 세속적 설명(빅뱅 이론)을 받아들이라고 협박당하고 있다. 그러나 빅뱅 이론은 그것을 지지하는 것처럼 보이는 증거들만 대중들에게 노출되어 있기 때문에, 과학적인 이론처럼 보일 뿐이다. 동시에 갖고 있는 주요한 과학적 문제점들에 대해서는 언급되지 않고 있다. 빅뱅 이론은 창세기의 창조 기록과 모순된다. 성경을 믿는 창조론자들은 하나님 말씀의 권위에 따라 그 이론을 거부해야한다.

참고 문헌및 메모

  1. Technically, CMBR is said to date from the 379,000 years after the big bang when atoms were formed. Previously, the energetic nuclei and electrons, as charged particles, would scatter any radiation, but when they combined to form neutral atoms, the universe became transparent to the radiation. 텍스트로돌아 가기.
  2. Horgan, J., Physicist slams cosmic theory he helped conceive, Scientific American, 1 December 2014; blogs.scientificamerican.com. 텍스트로돌아 가기.
  3. Burbidge, G. and Hoyle, F., The origin of helium and other light elements, The Astrophysical Journal 509:L1–L3, 10 December 1998. 텍스트로돌아 가기.
  4. Burbidge, G., The case against primordial nucleosynthesis, in: Hill, V., Francois, P. and Primas, F., eds, From Lithium to Uranium: Elemental tracers of early cosmic evolution, IAU Symposium Proceedings of the International Astronomical Union 228, Paris, May 23–27, 2005; adsabs.harvard.edu. 텍스트로돌아 가기.
  5. That is, measurements of ordinary matter density. See wmap.gsfc.nasa.gov/universe/ bb_tests_ele.html. 텍스트로돌아 가기.
  6. Hartnett, J., Dark Matter and the Standard Model of particle physics—a search in the ‘Dark’, 28 September 2014; creation.com/search-in-the-dark. 텍스트로돌아 가기.
  7. Hartnett, J., Is ‘dark matter’ the ‘unknown god’? Creation 37(2):22–24, April 2015; creation.com/dark-matter-god. 텍스트로돌아 가기.
  8. More precisely, because the wavelength of the light is now longer, it has ‘shifted’ towards the red end of the spectrum. Note that this does not necessarily cause a particular star to ‘look red’. 텍스트로돌아 가기.
  9. Professor Halton Arp, however, noted that there are many exceptions to this rule, which are difficult for advocates of big bang theory to explain. 참조 Hartnett, J., 빅뱅설을 거부했던 거장이 우리 곁을 떠났다, 31 December 2013; creation.com/haltonarp-dies. 텍스트로돌아 가기.
  10. Weinberg, S., Facing Up: Science and its cultural adversaries, Harvard University Press, USA, pp. 80–81, 2001. 텍스트로돌아 가기.
  11. Lewis, F.G. and Barnes, L.A., A Fortunate Universe: Life in a finely tuned cosmos, Cambridge University Press, UK, 2016. 텍스트로돌아 가기.
  12. See also Statham, D., A naturalist’s nightmare [review of Ref. 11], J. Creation 32(1):48–52, April 2018. 텍스트로돌아 가기.