평행세계? 그것은 무엇일까요?

안녕하세요?

예전부터 서브컬쳐 등의 창작물에 자주 언급이 되는 개념 중에 하나인 '평행세계'라고 해서, 일종의 패러렐 월드(Parallel World)에 대해서 여러번 쓰이는 것을 보았습니다. 그때는 단순히 이게 '오컬트'같은 것으로, 단지 '가능성'에 따라 분기된 일종의 다른 세계 정도로 생각을 했었습니다.

그런데 Newton 2018년 4월호에 이 평행세계가 실은 '양자론'의 해석 중에 하나인 '다중세계 해석'에서 나왔다는 것을 알려주고 있습니다. 그래서 어려워 보이는 양자역학에 대한 기사이지만, 그래도 각종 창작물에서 이것 만큼 요긴하게 쓰이는 소재도 없기에 기사를 리뷰해 보고자 합니다.

이 '다중세계 해석'에 의하면, 이 우주는 탄생 직후부터 갈라지기 시작해서, 우리가 살고 있는 세계는 그 갈라진 세계 중의 하나라는 말로써 기사에 첫머리는 시작하는데, 이 어려운 말들 중에서 '많은 세계가 동시에 존재한다'는 개념을 설명한다는 구절이 그럴싸하게 들렸습니다. 그래도 이해가 안되는 사람들을 위한, 다음의 대목이 첫머리에 왔으면 했었습니다. '여러분은 지금 이 기사를 읽고 있지만, 다른 세계(평행세계)의 여러분은 자고 있거나 바깥에서 산책을 하고 있을 지도 모른다'

위 그림처럼 '자기자신'이 같은 시간에 자고 있거나, 산책을 하거나 하는 완전히 다른 가능성이 존재 하는데, 현재 산책을 하는 자신 말고, '또 다른 자기자신'이 평행세계에서는 자고 있다는 것입니다. 이런 '다른 세계'는 우주의 탄생부터 이어져 왔으며, 이런 생각이 어디서 나왔는지를 기사에서 이어서 보여주고 있습니다.

우선 위 그림처럼 1개의 전자를 넓은 스크린을 향해서 발사를 한다고 하면, 전자는 파동을 일으키면서 나아가서, 저 넓은 스크린의 어딘가에 충돌을 하지만, 충돌이 '일어나기 전'에는 '어디에 충돌할'지를 '예측할 수 없다'고 합니다. 실제로 전자를 발사하면, 저 넓은 스크린에서 1군데만 충돌한 흔적이 생긴다고 합니다. 여기서 기사의 내용에 의하면, 이 현상을 해석하는데 '표준적인 해석(코펜하겐 해석)'과 '다중세계 해석'이 존재 한다고 합니다.

먼저 '표준적인 해석'에 의하면, 전자는 넓이가 있는 파동이 되어 나가다가 스크린에 충돌-관측이 이루어 지는 순간, '수축'해서 스크린상의 1개인 점이 된다는 것이며, 충돌 순간에 파동은 '세계에서 소멸'된다고 하는 해석입니다. 그럼 반대가 되는 '다중세계 해석-평행세계'에서는 이렇게 된다고 합니다. '전자가 스크린의 100곳에 충돌할 가능성이 있으면 각각의 장소에 충돌한 100개의 세계로 갈라진다' 여기서 이런 괴상한 해석이 나오게 된 배경이 나오는데, 스크린에 충돌전까지 존재하던 파동은 충돌한 순간 '사라져 버릴 수 없기' 때문에 이런 '평행세계'를 이야기 하기 시작 했다고 합니다.

이처럼 어렵고 낯선 개념을 알기 쉽게 풀이를 한 것은 좋은데, 이렇게 풀어서 설명을 하고도 이해가 되지 않는 사람은 여전히 있으리라 생각이 듭니다. 아무튼 이대로는 잠이 오기 십상이기에 기사는 이 '다중세계 해석'을 제안한 사람들에 대한 내용으로 넘어 갑니다. 시작은 휴 에버릿 3세 라는 대학원생의 박사학위 논문이었고, 여기서 나온 생각은 기존의 학회에서는 좀처럼 받아들여 지지 않다가 1970년대 '양자 우주론'을 연구하면서 상황이 달라 졌다고 합니다.

일단 '표준적인 해석'을 하기 위해서는 관측자가 관측대상이 되는 '세계 전체' 밖에 있어야 한다고 합니다. 그런데 '모든 우주 전체'를 두고서 저 '표준적인 해석'을 하기 위해서는 관측자가 '우주 밖'에 있어야 합니다. 그럼 여기서 '우주 전체의 밖'이란 무엇이며, 여기에 있는 '관측자'는 무엇이냐 하면, 상당히 복잡한 문제가 생기기 대문에, 이런 '우주 전체의 밖'이라거나 그곳에 있는 '관측자'를 배제하려면 '다중세계 해석'을 할 수 밖에 없다고 합니다.

다음으로 이 '평행세계'에 대해서 어느정도 이해가 된 분들은 위한 의문인 '일상적인 행동에서 세계가 갈라지는가?'에 대한 해답을 제시하는데, 기사에 싣려 있는 인터뷰는 다소 전문가가 말한 어려운 내용라서 난감 하지만, 간단히 정리하면 '거시적인 세계(눈에 보이는 물질)은 세계의 갈라짐을 일으킬 수 없다'가 아직까지는 주된 생각이라고 합니다.

여기서 다른 질문인 다른 세계와 자기자신은 어떤 관계가 있느냐? 인데, 일단 '다중세계 해석'에서는 '서로 간섭 없이 동거'를 한다고 합니다. 즉 이 기사의 마지막에 가면 이런 말이 나옵니다. '다중 세계 해석에서는 원래 간섭할 수 없게 된 상황을 세계의 갈라짐이라고 말하기 때문에, 그것을 다시 간섭시킨다는 일은 모순된 발상이다.' 즉, 애당초 닿을 수도 없는 이 것을 다시 겹친다는 것 자체가 모순이며, 이 '평행세계'라는 것도 결국 '양자론의 해석'중에 하나이지, 결코 '오컬트적 개념'은 아니며, 아마 각종 창작물에 나오는 것과는 거리가 있다는 말이 되겠습니다.