변덕스러운 물리학의 상수

자연의 내부 작용은 시간에 따라 변하는가?
글 | John D. Barrow, John K. Webb
















세상에는 결코 변치 않는 것들도 있다. 물리학자들은 그런 것들을 일컬어 자연의 상수라고 부른다. 빛의 속도 c, 뉴튼의 중력상수 G, 전자의 질량 me, 등 그러한 물리량은 우주 속의 어떤 시공간에서도 항상 동일한 값을 갖는다고 가정된다. 이러한 물리량을 기초로 물리학의 이론이 세워지고 우주라는 틀이 정의된다. 물리학은 이러한 물리량의 값들을 더욱 정확히 측정하려는 노력에 의해 발전되어 왔다.

그러나 아직 어느 누구도 이러한 상수 중 단 한 가지 조차 성공적으로 예측하거나 설명하지 못했다. 물리학자들은 이 상수들이 왜 우리에게 알려진 특정한 값을 갖고 있는지 알지 못한다. 국제 단위로 표현하면, c=299,792,458이고, G=6.673×10-11이다. 또 me=9.10938188×10-31이다. 이 숫자들은 어떠한 패턴에도 부합하지 않는다. 이 값들의 공통된 특징은 이들의 값이 아주 미세한 양만큼만 바뀌어도 복잡한 원자 구조가 지금처럼 존재할 수 없다는 점이다. 이 상수들을 설명하고자 하는 야망은 자연에 대한 완벽하고도 통일된 설명, 즉 ‘만물 이론(theory of everything)’을 세우려는 노력의 뒤에 숨은 힘이다. 물리학자들은 이러한 이론이 있다면 각 자연 상수들이 .....