양자역학과 일반상대성원리의 시간론/ 박찬일

 

 

    앙자역학과 일반상대성원리의 시간론

 

    박찬일

 

 

  일반상대성원리와 양자역학과의 공통점을 말할 때 이것은 우선 에너지의 질량화(혹은 양자화)에 관해서이다. 일반상대성원리가 중력이론인 점을 감안할 때 일반상대성원리에서 에너지의 질량화는 우선 에너지의 천체화로 나타난다. ［달 지구 목성 태양 블랙홀 등이 천체이다］에너지의 천체화의 다른 말이 에너지의 중력화이다. E＝mc2이 말하는 것이 에너지(E)와 질량(m)의 비례관계이다; 양자이론에서 일반상대성원리와 유비로서 에너지와 양자의 비례관계를 말할 수 있다. 플랑크 공식 E＝hv가 말하는 것이 v('물체'의 진동수)와 E(에너지)의 비례관계이다. 플랑크 공식 E＝hv에서 h가 이른바 플랑크상수로서 질량, 온도, 시간 등의 물체에 작용하는 기본양자작용(혹은 작용소element of action)에 관해서이다; 자연의 3가지 기본상수 ［자연상수］가 플랑크상수, 중력상수, 그리고 빛의 속도이다. ［왜 빛의 속도는 우주 어디에서나 1초에 30만㎞씩 진행하는가? 중력자graviton는 예측된 존재이나, 입자표준모형에는 아직 합류하지 못하고 있다. 중력파는 거대 블랙홀 사이의 충돌에서 제한적으로 관측되나, 138억 년 전 빅뱅 당시의 중력파는 아직 검증 단계이다. 양자는 입자이면서 파동이다. 이른바 '입자-파동 이중이론'(혹은 입자-파동 상보성이론)이다.］

  상대성이론과 양자이론의 결정론적 차이 중 하나가 시간관(혹은 시간론)이다. 양자이론의 시간관은 '슈뢰딩거의 고양이'에서 보듯, 두 개 이상의 시간이 동시에 존재할 가능성에 관해서이다. 두 개 이상의 시간이 동시에 존재할 가능성? 이것은 서로 다른 두 개의 차원에 관해서이다. 똑같은 시간대라 하더라도 슈뢰딩거의 고양이 실험은 실험의 주체(혹은 관찰자)가 누구인지에 따라 상이한 실험결과가 나올 수 있다. 슈뢰딩거의 고양이 사태'는 나중에 파인만의 경로적분path integral개념으로도 설명된다. 양자는 한 가지 경로만 갈 수 있는 것이 아니라, 동시에 여러 경로를 지나갈 수 있다. 양자는 동시에 삶과 관계하는 경로와 죽음과 관계하는 경로를 지나갈 수 있다. 삶과 죽음이 확률분포에 따라 달라진다; 소크라테스는 '존재하거나, 존재하지 않거나'이다. 지금까지 소크라테스에 대한 제3의 가능성은 부인되어왔다. 슈뢰딩거의 고양이는 그러나 논리학의 '제3의 가능성의 부인Tertium non datur'을 정면으로 부인한다.

  상대성이론에서, 중력장이 말하는바(혹은 넓은 의미의 블핵홀이 말하는바), 시간의 종말을 말할 수 있다. ［거대한 천체 주변의 공간은 일그러져 있다］거대한 천체를 지나는 빛은, 거대한 중력장의 영향으로, 휘어 있다. 상대성이론 이후 시간과 공간은 별개의 개념이 아니라, 하나의 개념이다. 이른바 시공간spacetime이다. 빛이 직선으로 간다면 우주는 무한할 것이다. 우주는 무한하지 않다. 중력장에 사로잡히는 빛을 직선이라 할 수 없다. 우주상수 '빛의 속도'가 말하는 것이 평행선이 늘 만나고, 우주가 유한하다는 점이다.(물론 허블의 '우주원리'가 말하는바 우주는 계속 팽창한다). 우주는 유한하지만 경계가 없다. 이른바 탈경계우주론이고 곡선우주론이다; 천체가 무한히 클 때, 무한한 질량에 이를 때, 시간과 공간의 곡률이 무한하게 된다. 무한대로 휜다는 말이다. 주목되는 것이 시간의 종말이다. 기독교의 종말론적 시간관과 유비로서, 상대성이론에서 종말론적 시간관(혹은 시간의 종말)을 말한다.

  빛의 시작을 설명하는 것이 빅뱅이론이다. 시간은 빅뱅［대폭발］과 함께 시작되는 것이므로 빅뱅이론과 창세기論이 상호유비이다. 창조과학의 ABC이다. 『창세기』가 1장 3절-4절에 겹쳐 말한다. "하나님이 이르시되 빛이 있으라 하시니 빛이 있었고/ 빛이 하나님이 보시기에 좋았더라."

 

 

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  *『예술가』 2019-겨울호 <예술가 산책/ 박찬일_네 편의 에세이> 中

  * 박찬일/1993년『현대시사상』에 시 「무거움」「갈릴레오」등 8편 발표, 시집『화장실에서 욕하는 자들』『아버지 형이상학』등, 연구서『시대정신과 인문비평』『브레히트 시의 이해』등