중력의 환상

중력 상호작용과 공간의 차원은 더 낮은 차원에서 존재하는 입자와 장의 독특한 상호작용에서 형성되었는지도 모른다.
글 | Juan Maldacena
















위/아래, 좌/우, 앞/뒤의 세 공간 차원은 모두 명백하다. 시간을 섞어 넣으면, 시공간이라고 하는 4차원의 혼합물이 얻어진다. 그러므로, 우리는 4차원의 우주에 살고 있다. 정말 그럴까?

놀랍게도, 물리학의 몇몇 새로운 이론들은 공간의 세 차원 중 하나가 일종의 환상이라고 예측한다 - 그리고 실체를 만들어내는 입자와 장은 사실은 에드윈 애벗의 플랫랜드(Flatland)와 같은 2차원 세계에서 움직이고 있다는 것이다. 중력 또한, 그 환상의 일부일 수도 있다 : 2차원 세계에서 존재하지 않는 힘이 3차원의 환영이 만들어질 때 생겨날 수 있다.

아니면, 더 엄밀하게 말하자면, 이 이론들은 실제 차원의 수는 단순히 보는 시각에 따라 달라질 뿐일 수도 있다고 예측한다: 물리학자들은(중력을 포함하는) 일련의 법칙들을 따르도록 현실 세계를 기술하기 위하여 3차원을 선택할 수도 있고, 또는 동등하게, (중력을 포함하지 않는) 2차원에서의 일련의 법칙들을 선택할 수도 있다. 이렇게 많은 차이를 보이는 기술 방식에도 불구하고, 두 이론 모두 우주의 원리에 대해 우리가 보는 모든 것과 모을 수 있는 모든 데이터를 설명할 수 있다. 어느 이론이 “정말로” 맞는지 결정할 수 있는 방법은 알 수 없을 것이다.

이러한 상황은 상상력을 요구한다. 일상 생활에서도 비슷한 현상이 일어난다. 홀로그램은 2차원의 물체이지만, 적절한 조명 아래에서는 완전한 3차원 영상을 제공한다 ....