다중우주론은 서로 다른 다중 우주(multiverse)가 무수히 많이 존재한다는 이론입니다. 간혹 평행우주가 혼용되어 사용되기도 하지만, 평행우주는 다중우주론의 하위개념으로 볼 수 있습니다. 다중우주론은 일반적으로 4단계 분류법을 통해 설명되고 있습니다.
1. 다중우주론과 평행우주
다중우주론은 우주가 다양한 조건과 사건에 따라 갈래를 나누어, 서로 다른 다중 우주가 존재한다는 이론입니다. 이 가설은 우주의 다양성과 복잡성을 설명하며, 물리학적 문제를 해결하기 위한 제안으로써 현대 물리학에서 주목받고 있습니다. 이 이론은 우리 우주 외에도 무수히 많은 다른 우주들이 존재하지만, 우리 우주와는 별개로 존재한다는 주장입니다.
평행우주는 다중우주론의 하위개념으로 해석됩니다. 우리 우주와 관련이 있지만 별도의 시공간에 위치한 세계를 의미합니다. 어떤 우주에서 분기하여 존재하는 또 다른 우주를 의미하며, 우리가 아는 현실과는 별개로 진행되는 세계를 나타냅니다.
다중우주론은 다양한 다중 우주의 존재 가능성을 주장하고, 평행우주는 우리 우주와 관련된 병렬적인 세계를 의미합니다. 이를 지구에 비유해 설명하면 다중우주론은 지구와 비슷한 행성이 여러 개 존재할 수 있다는 주장이 되고, 평행우주는 현대의 지구와는 다른 역사를 가진 또 다른 지구가 존재할 가능성을 나타냅니다.
2. 다중우주론의 4단계 분류법
다중우주에 관하여 가장 널리 알려진 분류법은 막스 테그마크(Max Tegmark) 미국 MIT 물리학과 교수가 2003년 1월 ‘평행우주’라는 논문에서 제안한 제4단계 분류법입니다. 이를 간단히 설명하면 다음과 같습니다.
1단계는 현대 우주론에서 언급되는 개념이며, 우리가 관측 가능한 우주 공간의 바깥을 의미합니다. 이 개념에 따르면, 하나하나가 관측 범위 내에서 독립된 우주를 구성한다는 주장입니다. 물리법칙은 우리 우주와 동일하며, 우주가 무한이거나 충분히 크다면 이 우주들 속에 우리의 도플갱어도 발견할 수 있습니다.
2단계는 '인플레이션' 다중우주로, 우리 우주와 물리법칙이 전혀 다른 새로운 우주입니다. 이론적으로는 우리 우주가 인플레이션 과정을 통해 텅 빈 공간이 형성되었다고 가정됩니다. 이러한 현상이 다른 텅 빈 공간이나 이미 만들어진 우주의 어딘가에서 무수히 반복되며, 우리의 우주와는 물리 법칙이 완전히 다른 새로운 우주들이 만들어질 수 있다는 개념을 제시합니다.
3단계는 '양자' 다중우주로, 매 순간마다 약간씩 다른 역사를 가진 우주들이 생성됩니다. 즉 ,일종의 평행우주로 이해될 수 있습니다. 양자역학의 다세계 해석에 따르면, 우주는 지속적으로 양자역학적 결정에 따라 다양한 우주들로 분기되고 있습니다. 이 중에서 우리는 오직 하나의 우주만을 관찰하고 경험하고 있는 것입니다. 이 개념은 슈뢰딩거의 고양이 역설과 유사하게, 무수히 많은 우주들이 서로 겹쳐져 있다는 아이디어를 내포하고 있습니다.
4단계는 '수학적' 다중우주론으로, 이론적으로 모든 수학적 구조와 가능성이 우주의 형태를 결정한다고 가정합니다. 이에 따라 다양한 우주들이 형성되며 물리 법칙과 현상이 나타날 수 있습니다. 이는 입자의 상태, 상수, 파동함수 등 물리학적 조건을 변형하여 다양한 우주 형태가 존재할 수 있음을 의미하며, 정보에 의해 생성된 우주는 모든 형태를 가질 수 있어 독립된 다중우주를 형성할 수 있습니다. 또한, 이 단계에서는 우주가 시뮬레이션 우주일 수도 있다는 주장도 제시됩니다.
