[변호사 칼럼] 우주의 시작은 ‘무(없음)’가 아니라 ‘양자의 저항’ 아닐까?

우리는 오랫동안 우주가 아무것도 없는 ‘무(無)’의 상태에서 갑자기 폭발해 태어났다 '빅뱅'의 이야기를 들어왔다. 하지만 이 서사는 논리적으로 심각한 결함을 가지고 있다. 에너지 보존 법칙이라는 물리학의 대전제를 따른다면, 갑작스런 빅뱅이란 논리의 비약이다. 

법정에서 증거 없는 판결이 불가능하듯, 인과관계가 끊긴 ‘창조’는 과학이라기보다 마법에 가깝다. 그래서, 빅뱅이란 과학에서 해결해야 할 숙제이다. 

나는 변호사로서 세상을 연역적 실험실로 바라본다. 연역법에서 가장 중요한 것은 ‘대전제’다. "에너지는 보존된다"는 대전제를 지키기 위해, 우리는 빅뱅을 창조가 아닌 ‘거대한 전환’으로 재정의해 보자. 

2. 에너지의 실체: 최소 단위가 만드는 ‘양자의 벽’

양자역학에서는 에너지도 최소단위가 있다고 한다. 그래야 양자인 전자가 존재할 수 있고, 원자도 존재할 수 있어, 세상에 물질이라는 것이 있을 수 있다. 

그런데, 별이 소멸하는 과정에서 블랙홀이 발생하면, 원자의 최소단위인 쿼크라는 덩어리까지 붕괴하여 더 이상 물질의 최소단위는 존재하지 않게된다. 이 때는 쿼크-글루온 플라즈마라는 상태가 된다고 하는데, 그렇다고 질량이 0인 상태라고 할 수도 없다. 

이 상태는 질량이 에너지로 변하기 직전 또는 거의 같은 모습의 상태라고 보인다. 

여기서 우리는 에너지가 왜 질량과 같은 것인지 짐작할 수 있다. 쿼크들이 붕괴되어 에너지 직전 또는 동급의 상태로 무너진 상태가 되면, 에너지나 질량이나 사실상 하나로 볼 수 있게 되는 것이다. 

그리고, 에너지는 형체가 없으나 질량과 등가(E=mc2)이며, 질량이니 질량보존의 법칙상 자신만의 최소한의 공간을 점유하려 한다. 이것이 바로 에너지가 양자로서 최소 단위를 가진다는 것을 보여주는 실체가 아닐까? 에너지도 질량이니 0이 될 수는 없는 것이다. 

3. 양자축퇴압, 퀴크축퇴압: 중력에 맞서는 최후의 저항권

별이 소멸하는 과정에서 강한 중력은 모든 것을 한 점으로 짓누르려 한다. 그 과정에서 전자축퇴압, 중성자축퇴압이 생긴다. 그런데, 초 거대별의 경우 중성자까지도 무너뜨리고 블랙홀이 된다.  

중성자는 쿼크 덩어리로서, 퀴크 덩어리가 무너지면서 이제 남은 물질은 질량이자 에너지의 최소 단위들인 쿼크-글루온 플라즈마 상태가 된다. 블랙홀은 모든 것을 빨아들인다고 하지만, 그 단계가 되면 "우리는 이보다 더 작은 공간으로 들어갈 수 없다"며 강력하게 저항할 것이다. 그래야 에너지는 최소단위가 존재한다는 양자역학, 질량과 에너지는 보존된다는 질량-에너지 보존의 법칙이 성립한다. 

그런데, 이것이 바로 양자축퇴압이 아닐까? 쿼크덩어리가 무너지면서 쿼크-글루온 플라즈마 상태라는 에너지와 질량의 중첩상태에서 발생하니 퀴크축퇴압이라고도 할 수 있을 것이다. 그래서 기존 칼럼에서 나는 "쿼크축퇴압"이라고 불렀다. 

이 상황을 법률적으로 유추해 보자. 국가(중력)가 공공복리를 위해 개인의 자유(입자의 공간)를 제한할 수 있지만, 인간으로서의 존엄과 가치라는 ‘본질적 내용(양자적 최소 공간)’은 결코 침해할 수 없다. 만약 중력이 이 본질적 영역마저 짓누르려 한다면, 시스템 전체는 붕괴하는 대신 거대한 거부 반응을 일으킨다.

4. 블랙홀, 빅뱅을 장전하는 거대한 스프링

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이론상의 쿼크별(Quark Star)이 관측되지 않는다는 사실은 시사하는 바가 크다. 결국 쿼크축퇴압, 즉 양자축퇴압은 중력이 모든 것을 무너뜨리는 블랙홀이라는 극한의 실험실 내부에서만 발생할 수 밖에 없다는 것이 된다. 

그렇다면, 블랙홀은 물질을 지우는 ‘무덤’이 아니게 된다. 오히려 다음 우주를 위한 에너지를 양자적 한계까지 압축해 장전하는 거대한 스프링이다. 

압축 에너지가 더 이상 눌릴 수 없는 임계점(플랑크 밀도)에 도달하는 순간, 장전된 스프링은 반대 방향으로 터져 나간다. 이것이 바로 우리가 ‘빅뱅’이라 부르는 사건이며, 물리학적으로는 ‘양자 반등(Quantum Bounce)’이라 일컫는 현상이 아닐까? 

나의 이 추론은 루프 양자 우주론이 수학적으로 도달한 결론과 일치한다. 변호사인 내가 연역법으로 한 추론과 물리학자들이 방정식으로 행한 결과가 같은 곳에서 만난다는 것 자체가, 이 원리의 보편성을 증명하는 것은 아닐까. 

5. 결론: 지식과 존재의 영원한 순환

결국 빅뱅은 ‘무’에서의 창조가 아니라, 이전 우주의 종말(블랙홀)이 축퇴압이라는 에너지를 통해 새로운 시작으로 치환된 사건이라는 것이 나의 이론적 추론이다. 

실행(연역)의 결과가 다시 발견(가추)의 단서가 되는 지식의 순환처럼, 우주 또한 죽음을 통해 탄생을 준비한다.

우리는 이제 “우주는 어떻게 시작되었는가?”라는 질문을 “우주는 어떻게 순환하는가?”로 바꿔야 한다. 

에너지의 최소 단위들이 내뿜는 그 처절하고도 강력한 저항이 없었다면, 지금 우리가 누리는 이 광활한 시공간의 질서는 결코 존재할 수 없었을 것이다. 우주는 차가운 무(無)가 아니라, 뜨거운 양자의 자존심 위에서 세워진 거대한 설계도다.