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미세조정 우주

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목차

1. 개요

미세 조정 우주는 우주의 물리 상수들이 생명체의 존재를 가능하게 하도록 매우 정밀하게 조정되었다는 주장이다. 1913년 로렌스 조셉 헨더슨에 의해 처음 논의되었으며, 로버트 H. 디케, 프레드 호일, 스티븐 호킹 등 여러 과학자들이 지지했다. 미세 조정된 우주는 물리 상수의 작은 변화가 우주를 크게 변화시킬 수 있다는 전제에 기반하며, 마틴 리스는 우주의 미세 조정을 설명하는 6가지 무차원 물리 상수를 제시했다. 이러한 주장에 대해 다중 우주, 자연주의적, 초자연주의적 설명 등 다양한 설명이 제시되었지만, 검증과 반증이 불가능하다는 비판도 있다.

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미세조정 우주
개요
이름미세 조정된 우주
설명우주의 물리 법칙이 생명체의 존재를 허용하는 좁은 범위 내에 들어맞는다는 가설
지지 주장
기본 상수우주의 기본 물리 상수 값들이 생명체가 존재하기에 매우 특정한 값을 가진다고 주장함
예시강한 핵력의 세기
전자기력의 세기
중력 상수
우주의 팽창 속도
우주의 물질 밀도
암흑 에너지의 양
논쟁점
다중 우주론다중 우주론은 우주가 여러 개 존재하며, 그중 일부는 생명체에 적합한 물리 법칙을 가질 수 있다고 주장
무작위성우주의 상수들이 무작위적으로 결정되었을 가능성을 제기
관측자 선택 효과우리가 생명체가 존재할 수 있는 우주에만 존재할 수 있다는 관측자 선택 효과를 고려해야 한다고 주장
증거 부족우주의 미세 조정에 대한 명확한 과학적 증거가 부족하다는 비판
관련 개념
인류 원리우주의 성질은 필연적으로 관측자인 인간의 존재를 고려해야 한다는 철학적 원리
희귀한 지구 가설지구와 같이 복잡한 생명체가 존재할 수 있는 행성은 우주에서 매우 드물다는 가설
지적 설계우주의 복잡성은 지적인 설계자의 존재를 암시한다는 주장
과학적 논의
우주론우주의 기원과 진화, 구조를 연구하는 학문
물리학자연의 기본 법칙과 현상을 연구하는 학문
천체물리학천체의 물리적 성질과 진화를 연구하는 학문
생물학생명체의 구조, 기능, 진화를 연구하는 학문
정보 이론정보의 양, 저장, 전달 등을 연구하는 학문
복잡계 과학복잡한 시스템의 행동과 상호작용을 연구하는 학문
비판적 시각
과학 철학적 비판미세 조정 주장이 과학적 검증 가능성이 부족하다는 비판
형이상학적 비판미세 조정 주장이 형이상학적 전제에 의존한다는 비판
신학적 비판미세 조정 주장이 특정한 종교적 관점을 반영한다는 비판
참고 문헌

2. 역사

1913년, 화학자 로렌스 조셉 헨더슨은 그의 저서 ''환경의 적합성(The Fitness of the Environment)''에서 생명체에 대한 물과 환경의 중요성을 논하며, 지구 생명체가 지구의 특정한 환경 조건, 특히 물의 존재와 특성에 의존한다고 지적했다.[5]

1961년, 물리학자 로버트 H. 디케는 중력 및 전자기력과 같은 물리학의 특정 힘이 우주에 생명체가 존재하기 위해서는 완벽하게 미세 조정되어야 한다고 주장했다.[6][7] 1983년 프레드 호일은 저서 ''지능적 우주(The Intelligent Universe)''에서 "탄소 기반 생명이 존재할 수 없었던 비생물학적 본질의 우연으로 보이는 인류 원리적 속성의 목록은 크고 인상적이다"라고 썼다.[9]

대형 강입자 충돌기가 초대칭성과 같은 표준 모형을 넘어서는 물리학의 증거를 제시할 것이라는 기대와 달리, 2012년까지 탐구 가능한 에너지 규모에서 초대칭성의 증거는 발견되지 않았다.[10][11]

물리학자 폴 데이비스는 "현재 물리학자와 우주론자 사이에는 우주가 생명에 여러 면에서 '미세 조정'되어 있다는 광범위한 합의가 있다"면서도, "결론은 우주가 생명을 위해 미세 조정되었다기보다는 생명이 필요로 하는 구성 요소와 환경을 위해 미세 조정되었다는 것"이라고 언급했다.[12] 또한 인류 원리적 추론은 생명이 간신히 가능한 최소한의 생명 애호적 우주와 생물 발생이 빈번한 최적의 생명 애호적 우주를 구별하지 못한다고 지적했다.[13] 자연주의적 설명으로는 다중 우주의 존재가 인류 원리 하에서 생존 편향을 도입한다는 제안이 있다.[4]

스티븐 호킹은 "현재 과학 법칙에는 전자의 전하 크기, 양성자와 전자의 질량비와 같은 많은 기본 숫자가 포함되어 있다. ... 이러한 숫자의 값이 생명의 발달을 가능하게 하기 위해 매우 미세하게 조정된 것처럼 보인다"라고 관찰했다.[14]

예를 들어, 강한 핵력이 현재보다 2% 더 강하면 이양성자는 안정적이며, 수소는 수소 융합을 통해 중수소와 헬륨 대신 이양성자로 융합된다.[15] 이는 별의 물리학을 급격하게 바꾸고, 지구와 유사한 생명의 존재를 배제할 수 있다. 이양성자의 존재는 수소의 중수소로의 느린 융합을 단락시켜, 빅뱅 후 수소가 빠르게 소모될 수 있다.[15] 그러나 강도 증가가 50% 미만이면 안정적인 이양성자 존재에도 별의 융합이 가능하다는 반론도 있다.[16]

독립적인 물리 상수의 수는 아직 알려지지 않아, 이 아이디어의 정확한 공식화는 어렵다. 입자 물리학의 표준 모형에는 25개의 조정 가능한 매개변수가 있으며, 일반 상대성 이론에는 우주 상수가 추가된다. 양자 중력 이론의 부재로, 표준 모형과 일반 상대성 이론을 결합하는 방법은 알려져 있지 않다.[17] 일부 후보 이론에서는 독립적인 물리 상수의 수가 하나일 수 있다.

2. 1. 초기 논의

1913년, 화학자 로렌스 조셉 헨더슨은 우주의 미세 조정에 대해 탐구한 최초의 책 중 하나인 ''환경의 적합성(The Fitness of the Environment)''을 저술했다. 헨더슨은 생명체에 대한 물과 환경의 중요성을 논하며, 지구에 존재하는 생명체는 지구의 매우 특정한 환경 조건, 특히 물의 존재와 특성에 전적으로 의존한다고 지적했다.[5]

1961년, 물리학자 로버트 H. 디케는 중력 및 전자기력과 같은 물리학의 특정 힘이 우주에 생명체가 존재하기 위해서는 완벽하게 미세 조정되어야 한다고 주장했다.[6][7] 프레드 호일 또한 1983년 저서 ''지능적 우주(The Intelligent Universe)''에서 미세 조정된 우주를 주장하며, "탄소 기반, 즉 인간의 생명이 존재할 수 없었던 비생물학적 본질의 우연으로 보이는 인류 원리적 속성의 목록은 크고 인상적이다"라고 썼다.[9]

미세 조정된 우주에 대한 믿음은 대형 강입자 충돌기가 초대칭성과 같은 표준 모형을 넘어서는 물리학의 증거를 제시할 것이라는 기대를 낳았지만,[10] 2012년까지 탐구할 수 있는 에너지 규모에서 초대칭성에 대한 증거를 제시하지 못했다.[11]

2. 2. 현대적 발전

1913년, 화학자 로렌스 조셉 헨더슨은 우주의 미세 조정에 대해 탐구한 최초의 책 중 하나인 ''환경의 적합성(The Fitness of the Environment)''을 저술했다. 헨더슨은 생명체에 대한 물과 환경의 중요성을 논하며, 지구에 존재하는 생명체는 지구의 매우 특정한 환경 조건, 특히 물의 존재와 특성에 전적으로 의존한다고 지적했다.[5]

1961년, 물리학자 로버트 H. 디케는 중력 및 전자기력과 같은 물리학의 특정 힘이 우주에 생명체가 존재하기 위해서는 완벽하게 미세 조정되어야 한다고 주장했다.[6][7] 프레드 호일 또한 1983년 저서 ''지능적 우주(The Intelligent Universe)''에서 미세 조정된 우주를 주장하며, "탄소 기반, 즉 인간의 생명이 존재할 수 없었던 비생물학적 본질의 우연으로 보이는 인류 원리적 속성의 목록은 크고 인상적이다"라고 썼다.[9]

미세 조정된 우주에 대한 믿음은 대형 강입자 충돌기가 초대칭성과 같은 표준 모형을 넘어서는 물리학의 증거를 제시할 것이라는 기대를 낳았지만, 2012년까지 탐구할 수 있는 에너지 규모에서 초대칭성에 대한 증거를 제시하지 못했다.[10][11]

물리학자 폴 데이비스는 "현재 물리학자와 우주론자 사이에서, 우주는 몇 가지 점에서 생명을 위해 '미세 조정'되어 있다는 광범위한 합의가 있다"고 말하고 있다. 하지만 이어서 "결론적으로, 우주는 생명을 위해 미세 조정되었다기보다는, 오히려 생명이 필요로 하는 구성 요소나 환경에 대해 미세 조정되었다는 것이다.[68]"라고 말하고 있으며, 더 나아가 "'인간 원리'는 생명에게 최소한의 친화성밖에 없는 우주와, 생명 탄생이 빈번히 일어나 생체 친화성이 높은 우주를 구별할 수 없다"고도 말하고 있다.[69] 이러한 증거에 설득력이 있다고 생각하는 과학자들 사이에서는 다양한 자연주의 철학에 따른 설이 제안되고 있다. 예를 들어, 인간 원리에 기반한 생존 편향을 수반하는 다중 우주론 등이 있다.[58]

"미세 조정된 우주론"의 전제는, 몇 가지 물리 상수의 약간의 변화가 우주를 극적으로 변화시킨다는 것이다. 스티븐 호킹이 지적했듯이, "현재 알려진 과학의 법칙에는, 전자의 전하 크기나 양성자와 전자의 질량비 등, 수많은 기본적인 수치가 포함되어 있다. 주목할 만한 사실은, 이러한 수치가 생명의 발달을 가능하게 하기 위해 매우 세밀하게 조정된 것처럼 보인다는 것이다.[62]"

예를 들어, 원자핵 내의 양성자, 중성자끼리 결합하는 힘인 핵력이 현재보다 2% 강했다면, 즉, 결합 상수가 2% 컸다면, 다른 상수에 변경이 없다면 디프로톤은 안정적으로 존재한다. 폴 데이비스에 따르면, 이 경우, 중수소와 헬륨 대신 수소가 핵융합 반응을 일으킨다.[70] 이는 항성에 관한 물리학을 극적으로 변화시키고, 지구상에서 관측되는 것과 유사한 생명체의 존재 가능성을, 아마도 배제한다. 디프로톤의 존재로 인해 수소의 중수소로의 핵융합이 간소화되어, 우주의 모든 수소는 빅뱅 후 최초 몇 분 안에 소모된다.[70] 데이비스가 주장하는 이 설에 대해 다른 물리학자들의 이견이 있으며, 핵력의 증가가 50% 미만인 경우 안정적인 디프로톤이 존재해도 항성 핵융합이 일어날 수 있다는 설도 있다.[71]

이 아이디어를 정확하게 공식화하는 것은, 독립적인 물리 상수가 몇 개나 있는지 아직 밝혀지지 않았다는 점에서 어렵다. 소립자 물리학에서의 표준 모형에는 자유롭게 조정할 수 있는 25개의 매개 변수가 있으며, 일반 상대성 이론에는 또 다른, 0이 아닌 것으로 알려져 있지만, 그 값이 매우 작은 우주의 가속 팽창에 관련된 우주 상수가 있다. 그러나 물리학자는 경험적으로 성공적인 양자 중력 이론을 개발하지 못했기 때문에, 표준 모형이 의거하는 양자역학과 일반 상대성 이론을 결합하는 알려진 방법은 없다. 표준 모형의 근간에 있다고 의심되는 보다 완전한 이론의 지식이 없다면, 진정으로 독립적인 물리 상수의 수를 결정적으로 세는 것은 불가능하다. 몇몇 후보 이론에서는 독립적인 물리 상수의 수가 1 정도인 경우가 있다. 예를 들어 우주 상수는 기본 상수일 수 있지만, 다른 상수로부터 그것을 계산하려는 시도도 이루어지고 있으며, 그 계산을 수행한 래리 아보트에 따르면, "우주 상수의 작은 값은 우리에게, 소립자 물리학에서의 표준 모형의 모든 매개 변수와 순수한 우주 상수, 그리고 알려지지 않은 물리학 사이에, 극도로 정확하고 전혀 예상치 못한 관계가 있다는 것을 전하고 있다.[72]"

3. 미세 조정의 예시

마틴 리스(2005)


마틴 리스는 우주가 미세 조정되어 있다는 개념을 6가지 무차원량물리 상수를 통해 설명했다.[59][73] 이러한 상수의 값들은 생명체가 존재할 수 있는 우주를 만드는 데 결정적인 역할을 한다. (자세한 내용은 #마틴 리스의 6가지 상수 하위 섹션을 참조)

맥스 테그마크는 시간 차원이 두 개 이상이면 물리 시스템의 행동을 예측하기 어렵다고 주장했다. 이러한 우주에서는 기술을 다룰 수 있는 지능적 생명체가 나타나기 힘들다. 또한, 양성자와 전자가 불안정해져 더 큰 질량을 가진 입자로 붕괴될 수 있다는 문제도 제기했다.[23]

1913년 화학자 로렌스 조셉 헨더슨(영어판)은 "환경의 적합성"("Fitness of the Environment")이라는 저서에서 생명체에게 물과 환경이 얼마나 중요한지, 그리고 생명이 지구의 특수한 환경 요인, 특히 물의 존재와 그 특성에 크게 의존하고 있음을 강조했다.[63]

1961년 물리학자 로버트 H. 디케는 생명이 우주에 존재하기 위해서는 중력이나 전자기력과 같은 물리학의 특정 힘들이 정밀하게 조정되어야 한다고 주장했다.[64][65] 1983년 프레드 호일은 자신의 저서 "지적인 우주"("The Intelligent Universe")에서 미세 조정된 우주에 대해 언급하며, 탄소 기반 생명체, 더 나아가 인간의 생명이 존재하기 위해서는 방대하고 인상적인 특성 목록이 필요하다고 썼다.[66]

폴 데이비스(2016)


물리학자 폴 데이비스(영어판)는 "현재 물리학자와 우주론자 사이에서, 우주는 몇 가지 점에서 생명을 위해 '미세 조정'되어 있다는 광범위한 합의가 있다"고 말하면서도, "결론적으로, 우주는 생명을 위해 미세 조정되었다기보다는, 오히려 생명이 필요로 하는 구성 요소나 환경에 대해 미세 조정되었다"라고 덧붙였다.[68] 또한, "'인간 원리'는 생명에게 최소한의 친화성밖에 없는 우주와, 생명 탄생이 빈번히 일어나 생체 친화성이 높은 우주를 구별할 수 없다"고도 말했다.[69]

스티븐 호킹


스티븐 호킹은 "현재 알려진 과학의 법칙에는, 전자의 전하 크기나 양성자와 전자의 질량비 등, 수많은 기본적인 수치가 포함되어 있다. 주목할 만한 사실은, 이러한 수치가 생명의 발달을 가능하게 하기 위해 매우 세밀하게 조정된 것처럼 보인다는 것이다"라고 언급했다.[62]

예를 들어 핵력이 지금보다 2% 더 강했다면 디프로톤이 안정적으로 존재하게 되고, 이는 항성의 핵융합 반응을 크게 변화시켜 지구와 유사한 생명체가 존재하기 어려워졌을 것이라고 폴 데이비스는 설명했다.[70] 그러나 다른 물리학자들은 핵력이 50% 미만으로 증가하는 경우에도 항성 핵융합이 일어날 수 있다고 반박한다.[71]

이러한 미세 조정 개념은 독립적인 물리 상수가 몇 개나 되는지 아직 명확하게 밝혀지지 않았다는 점에서 어려움이 있다. 소립자 물리학의 표준 모형에는 25개의 조정 가능한 매개 변수가 있으며, 일반 상대성 이론에는 우주 상수가 추가된다. 양자 중력 이론이 아직 개발되지 않았기 때문에, 표준 모형과 일반 상대성 이론을 결합하는 방법은 알려져 있지 않다.

3. 1. 마틴 리스의 6가지 상수

마틴 리스는 우주의 미세 조정을 다음과 같은 6개의 무차원 물리 상수로 공식화했다.[18]

상수설명값미세 조정의 의미
N두 양성자 사이의 전자기력과 중력의 비율≈ 1036이 값이 현저히 작으면 작고 수명이 짧은 우주만 존재.[18] 너무 크면 양성자들이 격렬하게 반발하여 더 큰 원자가 생성되지 않음.
ε (엡실론)수소에서 헬륨으로의 융합 핵 효율성0.0074개의 핵자가 헬륨으로 융합될 때 질량의 0.007 (0.7%)이 에너지로 변환. ε 값은 강력의 세기에 의해 부분적으로 결정.[19] 0.006이면 양성자가 중성자와 결합 불가, 수소만 존재하여 복잡한 화학 반응 불가능.[18] 0.008보다 크면 빅뱅 직후 모든 수소가 융합되어 수소 부족.[18]
Ω (오메가)밀도 매개변수, 중력과 팽창 에너지의 상대적 중요성≈ 1우주의 질량 밀도를 "임계 밀도"로 나눈 비율. 중력이 너무 강하면 생명이 진화하기 전에 우주 붕괴, 너무 약하면 별 형성 불가.[18][20]
Λ (람다)우주 상수, 암흑 에너지 밀도를 우주의 임계 에너지 밀도로 나눈 비율≈ ( 플랑크 단위계)시공간이 너무 빠르게 팽창하여 별과 다른 천문학적 구조 형성 불가.[18][22]
Q큰 은하를 붕괴시키는 데 필요한 중력 에너지를 해당 질량의 에너지 등가물로 나눈 비율≈ 10−5너무 작으면 별 형성 불가, 너무 크면 우주가 너무 격렬해져 별 생존 불가.[18]
D시공간의 차원3공간 차원이 2 또는 4차원이면 생명체 존재 불가.[18] 10차원 끈의 존재는 배제하지 않음.


3. 2. 탄소와 산소

호일 상태는 탄소-12 핵에서 세 번째로 낮은 에너지 상태로, 바닥 상태보다 7.656MeV 더 높은 에너지를 갖는다.[24] 이 상태의 에너지 준위가 7.3MeV보다 낮거나 7.9MeV보다 높으면, 생명 유지에 충분한 탄소가 존재할 수 없다는 계산 결과가 있다. 우주에 탄소가 풍부한 현상을 설명하려면, 호일 상태가 7.596MeV에서 7.716MeV 사이의 값으로 미세 조정되어야 한다. 기본 상수에 초점을 맞춘 유사한 계산에 따르면, 탄소나 산소 생산량이 크게 줄어드는 것을 막기 위해 강력은 최소 0.5%, 전자기력은 최소 4%의 정밀도로 조정되어야 한다.[25]

4. 미세 조정에 대한 설명

화학자 로렌스 조셉 헨더슨은 1913년 저서 ''환경의 적합성(The Fitness of the Environment)''에서 생명체에 대한 물과 환경의 중요성을 논하며, 지구 생명체가 물의 존재와 특성에 의존한다고 지적했다.[5] 1961년, 물리학자 로버트 H. 디케는 중력 및 전자기력과 같은 물리학의 특정 힘이 우주에 생명체가 존재하기 위해 미세 조정되어야 한다고 주장했다.[6][7] 프레드 호일 또한 1983년 저서 ''지능적 우주(The Intelligent Universe)''에서 미세 조정된 우주를 주장하며, "탄소 기반, 즉 인간의 생명이 존재할 수 없었던 비생물학적 본질의 우연으로 보이는 인류 원리적 속성의 목록은 크고 인상적이다"라고 썼다.[9]

대형 강입자 충돌기가 초대칭성과 같은 표준 모형을 넘어서는 물리학의 증거를 제시할 것이라는 기대가 있었지만,[10] 2012년까지 탐구할 수 있는 에너지 규모에서 초대칭성에 대한 증거를 제시하지 못했다.[11]

이 아이디어의 정확한 공식화는 독립적인 물리 상수가 몇 개나 되는지 아직 알려지지 않았기 때문에 어렵다. 입자 물리학의 표준 모형에는 25개의 자유롭게 조정 가능한 매개변수가 있으며, 일반 상대성 이론에는 우주 상수가 하나 더 있는데, 0이 아닌 것으로 알려져 있지만 그 값은 매우 작다. 물리학자들이 표준 모형에 의존하는 양자 역학과 일반 상대성 이론을 결합할 수 있는 경험적으로 성공적인 양자 중력 이론을 개발하지 못했기 때문에 알려진 방법이 없다.[17] 표준 모형의 근간이 될 것으로 의심되는 이 더 완전한 이론에 대한 지식 없이는, 진정으로 독립적인 물리 상수의 수를 확실하게 셀 수 없다. 일부 후보 이론에서 독립적인 물리 상수의 수는 하나만큼 작을 수 있다.

4. 1. 자연주의적 설명

물리학자 폴 데이비스는 우주가 생명에 필요한 요소들을 위해 "미세 조정"되어 있다는 광범위한 합의가 있다고 말했다.[12] 그는 인류 원리적 추론이 생명이 간신히 가능한 우주와 생명이 번성하는 최적의 우주를 구별하지 못한다고 언급했다.[13] 자연주의적 설명으로는 다중 우주의 존재와 그에 따른 인류 원리 하에서의 생존 편향이 제시되기도 한다.[4]

스티븐 호킹은 과학 법칙에 포함된 기본 숫자들(전자의 전하 크기, 양성자와 전자의 질량비 등)이 생명 발달에 매우 미세하게 조정된 것처럼 보인다고 관찰했다.[14]

예를 들어, 강한 핵력이 2% 더 강하면 이양성자가 안정되어 별의 물리학이 급격히 변화하고, 지구와 유사한 생명체의 존재가 불가능해질 수 있다는 주장이 있다.[15] 그러나 강도 증가가 50% 미만이면 안정적인 이양성자가 존재해도 별의 융합이 일어날 수 있다는 반론도 있다.[16]

입자 물리학의 표준 모형에는 25개의 조정 가능한 매개변수와 우주 상수가 있지만, 양자 중력 이론이 없어 독립적인 물리 상수의 정확한 수는 알 수 없다.[17]

미세 조정에 대한 자연주의적 설명은 다음과 같다.[26]

  • 미세 조정은 착각일 수 있다. 더 근본적인 물리학 이론이 겉보기 미세 조정을 설명할 수 있다. 로렌스 크라우스는 역사적 관점에서 특정 양이 설명 가능해지면 미세 조정처럼 보이지 않게 된다고 말했다.[22]
  • 만물의 이론이 모든 매개변수의 겉보기 미세 조정의 근본 원인을 설명할 수 있다.[27][22]


현대 우주론에서는 다중 우주 가설이 제시되는데, 이는 알려진 우주 외부에서 물리 상수가 다른 값을 갖는다는 가정이다.[28][29] 이 경우 미세 조정은 인간 원리와 선택 편향(특히 생존자 편향)의 결과로 설명된다.[30] 즉, 생명체에 우호적인 우주만이 미세 조정 문제를 생각할 수 있는 생명체를 포함할 수 있다.

일부에서는 탄소 기반 생명체만이 가능하다는 가정 (탄소 쇼비니즘)을 비판하며, 대체 생화학이나 다른 형태의 생명체도 가능하다고 주장한다.[38][39]

시뮬레이션 가설은 우주가 정교하게 조정된 것은 기술적으로 진보된 시뮬레이션 운영자가 그렇게 프로그래밍했기 때문이라고 주장한다.[40]

몇몇 설명은 형이상학적 자연주의 관점에서 이루어진다.[80] "미세 조정"은 환상일 수 있으며, 더 기본적인 물리학이 이를 설명할 수 있다. 로렌스 M. 크라우스는 역사적 관점이 필요하다고 말했다.[77] 미래의 "만물의 이론"이 겉보기 미세 조정을 설명할 수 있다는 주장도 있다.[77][81]

현대 우주론에서는 다중 우주론이 제안되며, 우리 우주 밖에서 물리 상수가 다른 값을 갖는다고 가정한다.[82][83] 이 경우 "미세 조정"은 약한 인간 원리와 선택 편향(특히 생존 편향)으로 설명된다.[84]

우리가 사는 우주가 수많은 우주 중 하나이고, 각 우주가 서로 다른 물리 상수를 가진다면, 지적 생명체를 받아들일 수 있는 우주에 존재한다는 사실은 놀라운 일이 아니다. 따라서 다중 우주론은 "미세 조정" 문제에 대한 간단한 설명을 제공한다.[58]

다중 우주론은 인간 원리 연구와 관련이 있으며, 입자 물리학자들에게 흥미로운 주제이다. "만물의 이론"에 따르면 물리 상수가 크게 다른 다수의 우주가 존재하기 때문이다. 아직 다중 우주 존재 증거는 없지만, 일부 이론들은 예측하고 있으며, 곧 증거를 발견할 수 있기를 기대한다.[85] 로라 메르시니 호튼은 WMAP 콜드 스폿이 다중 우주의 테스트 가능한 경험적 증거를 제공할 수 있다고 주장했다.[86] 리 스몰린의 우주론적 자연 선택 설, 에키피로틱 우주론, 버블 우주 이론 등이 있다.

스티븐 호킹과 토마스 헤르토흐는 우주의 초기 상태가 수많은 초기 조건의 중첩으로 구성되어 있으며, 극히 일부분만이 현재 상황에 기여한다고 주장했다.[87] 현재 우주는 현재 상태로 이어진 과거 역사만을 "선택"하므로, "미세 조정된" 물리 상수를 찾을 수 밖에 없다. 이는 다원 우주론의 존재론적 접근과는 다른 인류학적 설명을 제공한다.[88]

"미세 조정" 논의 중 일부는 탄소 기반 생명체만이 가능하다고 주장하며, 이는 탄소 쇼비니즘이라고 불린다.[89] 개념적으로는 대체 생화학, 즉 다른 형태의 생명도 가능하다.[90]

4. 2. 초자연주의적 설명

화학자 로렌스 조셉 헨더슨은 1913년 저서 ''환경의 적합성(The Fitness of the Environment)''에서 생명체에 대한 물과 환경의 중요성을 논하며, 지구 생명체가 물의 존재와 특성에 의존한다고 지적했다.[5] 1961년, 물리학자 로버트 H. 디케는 중력 및 전자기력과 같은 물리학의 특정 힘이 우주에 생명체가 존재하기 위해 미세 조정되어야 한다고 주장했다.[6][7] 프레드 호일 또한 1983년 저서 ''지능적 우주(The Intelligent Universe)''에서 미세 조정된 우주를 주장했다.[9]

몇몇 과학자, 신학자, 철학자들은 섭리 또는 창조가 "미세 조정"의 원인이라고 주장한다.[95][96][97][98][99] 기독교 철학자 앨빈 플랜팅가는 우주가 개인적인 신에 의해 창조되었다는 유신론적 주장을 입증하는 "미세 조정" 논쟁을 제시했다.[100] 철학자이자 기독교 변증가인 윌리엄 레인 크레이그는 이 우주의 "미세 조정"을 신의 존재 증거로 제시한다.[101] 철학자이자 신학자인 리처드 스윈번은 베이즈 확률을 활용하여 지적 설계를 지지하는 결론에 도달했다.[102]

알리스터 맥그래스


과학자이자 신학자인 알리스터 맥그래스는 탄소의 "미세 조정"은 자연계가 스스로를 어느 정도까지 조정할 수 있는 능력에 기인한다고 지적한다.[103][104] 이론 물리학자이자 성공회 사제인 존 폴킹혼은 인간 원리에 의한 미세 조정을 단순한 행운으로 치부하기에는 훌륭하다고 말했다.[105]

일부에서는 외계 생명체가 우주를 설계했다는 가설을 제시하며, 이를 통해 우주를 "미세 조정"할 수 있는 설계자가 어떻게 존재하는가라는 문제를 해결할 수 있다고 생각한다.[91] 우주론 학자인 앨런 구스는 인류가 결국 새로운 우주를 창조할 수 있다고 믿으며,[92] 이전의 지적 존재가 우리 우주를 창조했을 가능성도 제기한다.[93] 천체 물리학자 존 그리빈은 고도 문명이 다중 우주의 다른 부분에 우주를 만들고, 빅뱅을 일으켰을 가능성을 시사한다.[94]

5. 비판

미세조정 우주는 검증과 반증이 불가능한 철학적 또는 형이상학적 논증이라는 비판이 있다. 물리학자 빅터 스텡거는 미세조정 우주론이 생명이 탄소에 기반한 유기체로만 존재할 수 있다는 증명되지 않은 가설에 기반하며, 아직 과학적으로 밝혀지지 않은 문제를 신에 의한 것이라고 가정하는 무지에의 호소를 이용한 틈새의 신 논증에 불과하다고 비판하였다.[108]

또한, 이는 지나친 인간중심주의로 인해 "미세조정"의 주체와 객체를 거꾸로 착각한 것이라는 비판도 있다.[109] 즉, 생명 탄생을 위해 우주가 미세조정된 것이 아니라, 그 반대로 미리부터 존재하고 있던 우주에 의해 생명이 미세조정되어 탄생했다는 것이다.[110]

이러한 비판에 대해, 일부 과학자, 신학자, 철학자들은 섭리 또는 창조 신화가 미세 조정에 책임이 있다고 주장한다.[42][43][44][45][46] 기독교 철학자 앨빈 플랜팅가는 단일 우주에 적용된 우연성이 왜 이 우주가 생명을 유지할 수 있는 정확한 조건을 가질 만큼 "운이 좋을" 수 있는지에 대한 의문을 제기한다.

윌리엄 레인 크레이그는 이러한 우주의 미세 조정을 증거로 인용하여 신의 존재 또는 우주를 지배하는 기본적인 물리학을 조작(또는 설계)할 수 있는 어떤 형태의 지적 설계자의 존재를 증명한다고 주장한다.[48] 리처드 스윈번은 베이즈 확률을 사용하여 설계 결론에 도달한다.[49] 앨리스터 맥그래스는 탄소의 미세 조정이 자연이 스스로를 어떤 정도까지 조정할 수 있는 능력에도 책임이 있다고 관찰했다.

> 전체적인 생물학적 진화 과정은 탄소의 특이한 화학 작용에 달려 있으며, 이는 탄소가 자신뿐만 아니라 다른 원소와 결합하여 기존의 지상 온도에서 안정적이고 유전 정보를 전달할 수 있는(특히 DNA) 고도로 복잡한 분자를 생성할 수 있게 한다. [...] 자연이 자체적인 미세 조정을 만든다고 주장할 수도 있지만, 이것은 우주의 원시 구성 요소가 진화 과정이 시작될 수 있도록 하는 경우에만 가능하다. 탄소의 독특한 화학 작용은 자연이 스스로를 조정하는 능력의 궁극적인 기초이다.[50][51]

존 폴킹혼은 "인류 원리적 미세 조정은 단순한 우연의 일치로 치부하기에는 너무 놀랍다"라고 말했다.[52] 앤드류 로크는 미세 조정과 질서에 관한 가설에는 (i) 우연, (ii) 규칙성, (iii) 규칙성과 우연의 조합, (iv) 무인, (v) 설계의 다섯 가지 범주가 있으며, 설계만이 우주의 질서에 대한 독점적인 논리적 설명을 제공한다고 주장한다.[53] 그는 칼람 우주론적 논증이 "설계자는 누가 설계했는가?"라는 질문에 답함으로써 목적론적 논증을 강화한다고 주장한다.[53]

로빈 콜린스는 우주가 과학적 발견 가능성을 위해 미세 조정되었으며, 이 미세 조정은 다중 우주 가설로는 설명할 수 없다고 주장한다.[57] 콜린스에 따르면, 우주의 법칙, 기본 매개변수 및 초기 조건은 우리 우주만큼 발견 가능하도록 정확해야 한다. 콜린스는 발견 가능성을 위한 미세 조정의 예를 다음과 같이 제시했다.


  • 미세 구조 상수는 에너지 사용을 위해 미세 조정되었다. 이 값이 더 강하면 에너지를 활용할 실질적인 방법이 없을 것이다. 값이 약하면 불이 나무를 너무 빨리 태우고 에너지 사용이 비실용적일 것이다.
  • 중입자 대 광자 비율은 우주 마이크로파 배경을 통해 빅뱅을 발견할 수 있게 해주었다.
  • 입자 물리학의 많은 것들이 발견 가능성에 필요한 좁은 범위 내에 있으며, 예를 들어 힉스 보손의 질량이 있다.

5. 1. 리처드 도킨스의 비판

미세조정 우주는 검증과 반증이 불가능한 철학적 또는 형이상학적 논증이다. 물리학자 빅터 스텡거는 미세조정 우주론이 생명이 탄소에 기반한 유기체로만 존재할 수 있다는 증명되지 않은 가설에 기반하며, 아직 과학적으로 밝혀지지 않은 문제를 신에 의한 것이라고 가정하는 무지에의 호소를 이용한 틈새의 신 논증에 불과하다고 비판하였다.[108]

또한 이는 지나친 인간중심주의로 인해 "미세조정"의 주체와 객체를 거꾸로 착각한 것이라고 할 수 있다.[109] 즉, 생명 탄생을 위해 우주가 미세조정된 것이 아니라 그 반대로 미리부터 존재하고 있던 우주에 의해 미세조정되어 생명이 탄생한 것이라고 할 수 있다.[110] 진화생물학자 리처드 도킨스는 더글러스 애덤스의 "물웅덩이의 생각"을 예로 제시했다.[111]



''물웅덩이가 아침에 깨어나서 이렇게 생각하는 것을 상상해 보자. '참 내게 맞는 재밌는 세상, 내게 맞는 재밌는 구멍이야. 아주 편안하게 내게 딱 맞지 않아? 사실, 내게 딱 들어맞게 존재하는 바닥의 이 구멍은 내가 여기 있도록 만들어져 있는게 틀림없어!' 이윽고 태양이 하늘에 떠올라 공기가 뎁혀지면서 그 웅덩이가 점점 작아지지만, 그 웅덩이는 아직도 이 세상은 자신이 그 구멍에 고여 있도록 만들어져 있기 때문에 모든 것이 잘 될 것이라는 생각을 놓지 못한다. 그 웅덩이는 자신이 사라지는 순간에야 깜짝 놀라게 될 것이다. 나는 이런 생각을 경계해야 한다고 본다.''


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