陰陽和平之人 의 陽中陰 陰中陽

들어가며 (3)
차례 (23)

[01] 현대물리학에서의 시간과 공간의 개념 (27)

[02] 시간은 환상인가 실재인가 (29)

[03] 모든 것의 이론의 성립 요건 (34)

[04] 시간의 실체적 의미 : 실재와 이론의 괴리 (36)

[05] 빅뱅 이전과 시공간 (41)

[06] 우주 초기조건에 대한 가설들과 전체로서의 우주 (43)

[07] 시간의 화살과 엔트로피 : 물리학의 대상과 범위 (48)

[08] 플라톤의 이상적 수학세계와 4차원 시공간 연속체 (53)

[09] 실체물리학적 우주의 구조 : 3+(4+4)의 11차원 시공간 (58)

[10] 우주배경복사: WMAP의 관측결과해석 vs 플랑크위성의 관측결과해석 (65)

[11] 4차원 이상의 공간은 실재인가 허상인가 (69)

[12] 진정한 물리적 세계상 : 있는 그대로의 세계 vs 구성된 현상 세계 (77)

[13] 우주의 근본요소와 실체물리학 (80)

[14] 우주만물의 운동·변화 원리 : 모든 것의 이론의 기본원리 명제 (84)

[15] 실체물리학적 시공간 : 질량·에너지 등가원리=입자·파동 이중성원리=4차원 시공간 개념원리 (87)

[16] 빛과 시간의 탄생: 시간의 불연속성, 보통물질 중 가장 빠른 광속 (92)

[17] 현상물리학(수리물리학) vs 실체물리학(기수물리학) (98)

[18] 양자요동의 물리적 실체 : 카시미르 힘과 중력자 및 암흑물질 (106)

[19] 우주만물과 기본 힘들의 통일원리 : 기륜원리(Giryun principle) (112)

[20] 강한 핵력과 중입자의 탄생, 그리고 끈(string)이론의 기원 (115)

[21] 암흑물질의 점대칭회전운동과 보통물질의 축대칭회전운동 (118)

[22] 전자기력선이 이루는 격자모양의 패브릭(fabric)과 지구자기장의 생성원인 (127)

[23] 시간의 변천과 열역학 제2법칙의 탄생 (134)

[24] 열역학 제2법칙과 경입자 및 전자기력의 탄생 (137)

[25] E = mc²와 질량-에너지 등가원리의 진정한 의미 (139)

[26] 빛은 질량이 없다? (143)

[27] 중력장의 형성과 열역학 제1법칙 및 휘어진 시공간의 실체적 구조 (155)

[28] 관성력과 일반상대성이론의 기본원리 (160)

[29] 관성력과 중력은 무슨 관계가 있을까? (166)

[30] 관성력의 물리적 실체와 암흑물질의 정체 및 그 증험 (169)

[31] 지구는 왜 자전하는가? : 기존의 현상물리학으로는 설명 불가 (177)

[32] 갈릴레오의 낙하법칙과 중력의 물리적 실체 (181)

[33] 역학적 에너지 보존 법칙과 각운동량 보존 법칙의 탄생 및 그 실체적 원인 (190)

[34] 시간지연, 공간수축의 실체적 원인 : 시계(clock)와 시간(time) (199)

[35] 갈릴레오의 상대성원리와 아인슈타인의 특수상대성이론 (211)

[36] 뉴턴의 중력이론과 아인슈타인의 중력이론 (223)

[37] 은하회전속도가 가르쳐주는 실체물리학적 진실 (229)

[38] 뉴턴 중력이론의 문제점들 (233)

[39] 기존 물리학이 알지 못하는 제5의 기본 힘 : 보통물질인 천체의 회전하는 기륜력 (245)

[40] 조석(潮汐)현상의 실체적 원인 (252)

[41] 수성의 근일점이동이 생기는 실체적 원인 (259)

[42] 팽창하는 우주 vs 우리은하와 안드로메다은하의 접근 : 기존 물리학으로 설명불가 (265)

[43] 케플러와 뉴턴의 역제곱 법칙과 아인슈타인 방정식에서의 곡률 (267)

[44] 현대우주론의 “무(無)로부터의 우주”의 탄생비화 (271)

[45] 태양 근처를 지나는 광선의 구부러짐과 중력렌즈현상의 실체적 원인 (278)

[46] 우주 가속 팽창의 발견의 의미와 우주상수 (285)

[47] 우주 가속 팽창의 원인과 그 물리적 실체 : 열역학 제2, 제1법칙과 암흑물질 (292)

[48] 중력파의 원인과 그 물리적 실체: 중력장을 형성한 암흑물질 (300)

[49] 현대우주론의 근본적인 문제점: 현대우주론이 딜레마에 빠질 수밖에 없는 이유 (311)

[50] 특이점은 왜 생기고 그 실체는 무엇이며 빅뱅은 왜 일어나는가? : 실체물리학의 우주론 (320)

[51] 블랙홀의 형성원리와 그 실체 : 블랙홀의 특이점은 실재하는가? (329)

[52] 블랙홀 정보역설: 기존의 현상물리학으로는 풀 수 없는 영원한 수수께끼 (341)

[53] 양자물리학의 성립과 불확정성 원리의 의의 (353)

[54] 슈뢰딩거 고양이 역설 (364)

[55] 보어의 상보성 논리와 하이젠베르크의 현미경 (367)

[56] 불확정성 원리가 생기는 실체적 원인과 양자혁명의 진정한 의의 (376)

[57] 이중슬릿실험의 이중성 수수께끼의 실체적 해명 (383)

[58] 양자 얽힘 현상과 앎과 정보 (393)

[59] 양자역학적 정보(앎)는 어떻게 얻어지며 어디에 기록되는가? (406)

[60] 앎(정보)과 열역학 제2법칙 (418)

[61] 양자 얽힘 현상의 실체적 원인과 실체물리학적 세계상의 이해 (424)

찾아보기(색인) (441)

수식을 쓰지 않고 설명할 수 없는 물리법칙은 사이비 과학에 불과하고,
수식을 쓰지 않고 설명할 수 없다면 물리법칙을 이해하지 못한 것이다.

▼ 새로운 물리학이론이 필요하다!!

오늘날 천문학 및 천체물리학은 지금까지 우리가 알고 있는 보통물질은 우주 구성요소의 4%남짓에 불과하고, 나머지 95%이상은 암흑물질과 암흑에너지로 구성되어 있다는 계산서를 뽑아 놓고 있다. 하지만 현대물리학은 우주 구성요소의 95% 이상을 차지하는 암흑물질과 암흑에너지의 정체에 대해서는 아직 전혀 알지 못한다. 이 말은 곧 뉴턴 이래 지금까지의 물리학은 우주 구성요소의 4% 남짓한 관측 가능한 보통물질만을 탐구해왔다는 뜻이다. 오늘날 과학자들은 암흑물질과 암흑에너지가 21세기 과학계의 최대 난제라는 데 모두가 동의하고 있다. 예일대학의 천문학 및 천체물리학 센터의 책임자인 멕 어리(Meg Urry)는 “이 물질은 어떤 물리학이론에서도 예견된 것이 아니며, 천체물리학 팀들이 측정하기까지는 전혀 알려지지 않았다. 우주에는 그밖에 어떤 것보다 암흑에너지가 더 많다. (……) 그것이 무엇이든 그것은 우리에게 물질과 시간과 공간이 어떻게 작용하는지에 관해 완전히 새로운 어떤 것을 알려주고 있다. 근본적으로 새로운 물리학이론이 필요하다.”라고 말한다. 그렇다. 지금까지의 물리학이 다루어온 우주 구성요소의 4% 남짓한 보통물질만이 아니라, 나머지 95% 이상을 차지하고 있는 암흑물질과 암흑에너지를 포함하는 ‘있는 그대로의 우주’로서의 전체 우주를 설명하기 위해서는 근본적으로 새로운 물리학이론이 필요하다. 새로운 물리학이론에 따라 암흑물질과 암흑에너지의 정체 및 그 작용을 밝힌다면, 빅뱅이전의 특이점(Singularity)은 왜 생기고, 우주대폭발(Big Bang)은 왜 일어나는지, 블랙홀의 형성원인과 그 운명 및 물리적 실체는 무엇인지, 아원자입자인 소립자나, 원자, 별, 은하 등의 천체의 형성과정, 우주가 팽창하는 이유와 우주의 미래 등 우주론의 베일을 한꺼번에 벗겨낼 수 있을 것이다. 우리가 암흑물질과 암흑에너지를 이해한다면 우주와 시공간의 본질에 대한 기존 패러다임에 엄청난 전환을 불러올 것이며, 표준모형을 넘어선 물질의 본질에 대한 이해도 할 수 있게 될 것이다.

▼ 지금까지의 현상물리학적 패러다임을 전복하고, 2020년대 이후의 새로운 물리학으로서의 실체물리학을 제시하다!!

이 책의 제목은 ‘물리의 물리’이다. 여기서 앞의 물리는 지금까지의 현상물리학을 말하는 것이고, 뒤의 물리는 2020년대 이후의 새로운 물리학으로서 실체물리학을 의미한다. 기존의 현상물리학이 이성의 틀에 의해 ‘구성된 현상세계’로서의 물리적 세계상을 구현하려고 했다면, 새로운 실체물리학은 우주에 실재하는 유형의 물리적 실체의 운동·변화하고 있는 ‘있는 그대로의 세계’로서의 물리적 세계상을 구현하려고 한다. 실체물리학은 기존의 현상물리학에서처럼 누군가의 머릿속에서 궁리하는 무형(無形)의 이상적이고 추상적인 상상이나 사고실험을 가지고 이야기하는 것이 아니라, 사람이면 누구나 이해하고 인식할 수 있는 전후, 좌우, 상하의 3차원 공간의 형체를 가진 우주에 실재하는 유형(有形)의 물리적 실체를 가지고 우주만물의 운동변화를 이야기한다. 예컨대 4차원 시공간 개념이 물리이론으로서 타당하고 우주에 실재하는 유형의 물리적 실체에 부합하는 이유는 부피가 없는 1차원 시간은 그 자체로는 독립적으로 존재할 수 없고, 유형(有形)의 3차원 공간 속에서만 그 실재성을 확보할 수 있기 때문이다(실체물리학에서의 4차원 시공간 개념 원리).

물리학은 물체의 속성으로부터 출발해서 물질의 보편체계를 만들어내려는 학문이므로, 실체물리학은 우주를 구성하고 있는 유형의 물리적 실체 그 자체의 내재적 속성과 그 물리적 성질을 가지고 우주만물의 운동변화를 설명한다. 모름지기 진정한 앎이나 보편지식은 누군가의 머릿속 상상으로부터 나오는 증명 불가능한 가설인 “공리(公理)”가 아니라, 사람이면 누구나 언제든지 직접 경험적으로 인식하고 증험할 수 있는 것이어야만 하므로, “방금운화(方今運化)”, 즉 여기 지금(here-now) 살아 움직여 두루 돌(리)며 변화하고 있는 우주의 모습을 앎의 터전이자 그 표준으로 삼아야 한다. 그렇다면 여기 지금 살아 움직여 두루 작용하며 운동·변화하고 있는 우주의 모습은 어떠한가? 

 
관측 가능한 보통물질만이 아니라 빛을 내지 않아서 눈에 보이지 않는 암흑물질과 암흑에너지를 포함하여 우주에 실재하고 있는 모든 유형의 물리적 실체를 가지고 우주만물의 운동변화를 설명하는 실체물리학의 관점에서 보면, 우주의 근본요소는 에너지와 질량이고, 여기 지금 우리들 눈앞에 펼쳐진 우주는, 에너지(공간)로만 이루어져서 시간과는 무관하고 모이지도 흩어지지도 않는 ‘물체(物體, object, body)’로서 비국소적(non local)인 3차원 절대공간 안에, 에너지(공간)와 질량(시간)으로 이루어져서 4차원 시공간을 가진 국소적(local)인 ‘물질(物質, matter:보통물질과 암흑물질)’들이 시간의 변천에 따라 모이고 흩어지면서 살아 움직여 두루 돌(리)며 변화하고 있다. 따라서 본문에서 자세히 논하겠지만, 실체물리학에서는 우주의 구조를 ‘3+(4+4)의 11차원 시공간’으로 본다. 여기서 주의할 것은 3+(4+4)의 11차원 시공간 구조는 인간이 인식할 수 없는 4차원 이상의 고차원 공간을 상정하는 초끈이론의 M이론이 말하는 11차원 시공간과는 본질적으로 다르다는 점이다. 4차원 ‘시공간’은 우주에 실재하지만, 4차원 ‘공간’, 다시 말해 4차원 이상의 고차원 공간은 우주에 실재하지도 않고 실재할 수도 없다. 설령 실재한다고 가정하더라도 4차원 이상의 공간은 인간이 인식할 수 없어서 그 자체로 이미 무의미하다. 왜냐하면 인간의 앎이란 인식과정을 통해서 얻어지는 것인데, 인간이 인식할 수조차 없는 것을 안다고 말하는 것은 그 자체로 이미 헛소리이기 때문이다.

실체물리학이 말하는 우주의 구조인 3+(4+4)의 11차원 시공간에서, 3은 (암흑)에너지(공간)로만 이루어져서 시간과 무관하고 모이지도 흩어지지도 않는 비국소적인 3차원 절대공간을 이루고 있는 물체(物體, object, body)이고, (4+4)는 에너지(공간)와 질량(시간)으로 이루어져서 시간의 변천에 따라 모이고 흩어지는 국소적인 4차원 시공간(형체가 없는 1차원 시간은 3차원 공간 속에서 실재할 수 있다)을 이루고 있는 물질(物質, matter; 물질이란 질량이 있는 물체를 말한다)들로서 열역학 제1법칙인 질량-에너지 보존법칙이 적용되는 고립계(孤立系, isolated system)를 의미하는데, 앞의 4차원 시공간은 가시적인 ‘보통물질’을, 뒤의 4차원 시공간은 시간의 변천에 의한 열역학 제2법칙인 엔트로피 증가법칙에 따라 그 보통물질에서 흩어져 나온 “우주의 기본단위 물질”로서 비가시적인 자전하는 ‘암흑물질’들이 열역학 제1법칙인 질량-에너지 보존법칙에 따라 3차원 절대공간인 우주공간으로 흩어지지 않고 그 보통물질을 겹겹이 둘러싸고 공전하면서 형성한 기륜공간인 중력장으로서의 특수한 4차원 시공간을 말한다. 이처럼 우주를 3+(4+4)의 11차원 시공간 구조로 보는 실체물리학에는 지금까지의 물리학이 다루어온 우주 구성요소의 4% 남짓한 보통물질뿐만 아니라 그 나머지 95% 이상을 차지하는 암흑물질과 암흑에너지를 모두 포함하고 있다.

하지만 뉴턴 이래 지금까지의 현상물리학은 플라톤의 이상적 사유와 인식 체계에서 세계를 바라보기 때문에 플라톤의 이상적 수학세계에 기속되어 우주의 구조를 ‘4차원 시공간 연속체’로 본다. 뉴턴의 중력이론을 포함한 고전역학은 에너지로만 이루어져서 시간과 무관하고 모이지도 흩어지지도 않는 3차원 절대공간을 배경으로 하여, 에너지(공간)와 질량(시간)으로 이루어져서 시간의 변천에 따라 모이고 흩어지며 운동·변화하는 4차원 시공간을 가진 물질들이 형성하고 있는 (4+4)의 시공간에서 앞의 4차원 시공간인 가시적인 보통물질의 운동변화만을 생각했다. 게다가 뉴턴은 플라톤의 이상적 수학세계에 따라 이 4차원 시공간을 가진 보통물질을 부피가 없는 이상적인 ‘점 입자(point particle)’로 간주해버렸기 때문에, 그 보통물질을 이루는 3차원 공간은 없어지고 부피가 없는 질점들이 형성할 수 있는 1차원 시간만 남아서, 전체적으로 우주를 ‘3차원 절대공간과 1차원 시간’을 가진 4차원 시공간 연속체라고 보았던 것이다. 이에 반해, 아인슈타인은 상대성이론을 구상하면서 우선 에너지로만 이루어져서 시간과 무관하고 모이지도 흩어지지도 않는 3차원 절대공간을 우주에서 제거해버렸다. 다시 말해 뉴턴의 절대공간을 부정하면서 특수상대성이론을 만들었다. 아인슈타인은 이렇게 3차원 절대공간을 부정한 후에, 남은 (4+4)의 시공간, 즉 관측 가능한 보통물질을 이루고 있는 4차원 시공간과 시간의 변천에 의한 열역학 제2법칙인 엔트로피 증가법칙에 따라 그 보통물질에서 흩어져 나온 우주의 기본단위 물질인 자전하는 암흑물질들이 그 보통물질을 겹겹이 둘러싸고 공전하면서 형성한 기륜공간인 중력장의 특수한 4차원 시공간(아인슈타인은 이를 ‘휘어진 시공간’이라고 보았다)을 한 데 뭉뚱그려서 하나의 4차원 시공간 연속체로 보고 중력이론인 일반상대성이론을 만들었다. 

현대물리학은 미시세계에 적용되는 양자역학과 거시세계에 적용되는 일반상대성이론이 두 축을 이루고 있다. 따라서 오늘날 천문학과 우주론자들은 ―뉴턴의 4차원 시공간 연속체 개념이 아니라― 아인슈타인의 4차원 시공간 연속체 개념에 따른 상대론적 우주론을 바탕으로 전체 우주를 바라본다. 그런데 상대론적 우주론에 따르면, ―(시간과 무관한 3차원 절대공간에서가 아니라)― ‘아무것도 없는 무(無)에서’ 우주대폭발로 시간과 공간이 창조되어야 하므로, 현대물리학은 빅뱅으로부터 생겨나는 시간과 공간과 물질들은 모두 ‘아무것도 없는 무(無)에서’ 창조된 것이라고 믿을 수밖에 없게 되었다. 오늘날 우주론자들이 일치하여 말하고 있는 ‘무(無)로부터의 우주’는 바로 이렇게 탄생된 것이다. 그러나 아무것도 없는 무(無)에서 무언가 유(有)가 생겨난다는 것은 이미 그 말 자체로 모순이고 역설이므로, 현대우주론은 딜레마에 빠지고 지적 한계상황에 봉착할 수밖에 없게 되고 말았다. 그런데 아인슈타인으로부터 시작된 현대우주론이 오늘처럼 끝없는 추측과 딜레마에 빠지게 될 것이라는 사실을, 아인슈타인 그 자신은 이미 인식하고 있었다. 그가 일반상대성이론과 그 중력장 방정식까지 세상에 공표하고 난 후인 1917년에, 우주론적 관점에서 우주의 공간 전체의 구조를 생각하면서 그의 장방정식에 우주론적 항을 도입한 이유도 바로 여기에 있다. 그는 그때 “공간의 크기는 시간과 무관하다.”는 가설을 토대로 공간 전체의 구조에 관한 우주론적 문제를 고찰했다고 말하고 있다. 그리고 그는 그가 도입했다가 나중에 거둬들인 우주론적 항(Λ)에 대해서 “이 항은 상대성의 일반이론에 자체에 의해 요구되는 것도 아니었고, 이론의 관점에서 볼 때 자연스럽다고 생각되는 것도 아니었다. 그때 내가 보기에 그 가설이 불가피한 것 같았다. 왜냐하면 그 가설에서 벗어나면 끝없는 추측에 빠져들게 된다고 생각했기 때문”이라고 했다.

그렇다면 1917년 아인슈타인은 도대체 왜 우주론적 관점에서 볼 때 “공간의 크기는 시간과 무관하다”는 가설을 세우고 자신의 중력이론인 일반상대성이론의 장방정식에 우주론적 항(Λ)을 추가하려 했을까? 물론 우주론적 관점에서 공간이 시간과 무관하다는 가설을 세운 점에 비추어, 오늘날 물리학자들이 말하고 있는 것처럼 그가 우주를 ‘정적(靜的, static)’으로 보았기 때문이라고 생각할 수 있을 것이다.

그러나 아인슈타인이 우주론적 항을 넣다 뺐다 하게 된 더 근본적인 원인은 플라톤의 이상적 사유와 인식 체계에서 벗어나지 못하여 우주의 시공간 구조를 4차원 시공간 연속체로 생각했기 때문이다. 그래서 그는 프리드만((Alaxander Friedmann)에 의해서 애초의 장방정식이 우주론적 항을 도입하지 않고서도 시간에 의존하게 되는 해(解)인 팽창하는 공간을 구할 수 있다는 것이 알려지고, 허블(Edwin Powell Hubble)에 의해서 우주가 팽창하고 있는 것이 확인되자, 그 우주론적 항을 철회했던 것이다. 이때 아인슈타인은 우주론적 항을 추가했던 것을 “자신의 일생일대의 최대 실수였다”고 말했다. 왜 그랬을까? 생각해 보라. 상대성의 특수이론(1905)뿐만 아니라 일반이론(1915)과 그에 관한 장방정식까지 이미 세상에 발표하고 난 마당에, 이제 와서(1917) 자신이 처음 상대성이론을 만들었을 때 부정해버렸던 뉴턴의 절대공간인 ‘시간과 무관한 공간’을 다시 운운하는 것은 자기가 만든 상대성이론에 대한 ‘자기부정’이고 ‘일생일대의 최대의 실수’가 아니고 무엇이겠는가? 그러나 우주에 실재하는 자연 그대로의 유형의 물리적 실체를 가지고 우주만물의 운동변화를 설명하는 실체물리학적 관점에서 고찰하면, 아인슈타인의 ‘진정한 일생일대의 최대의 실수’는 나중에라도 스스로의 잘못을 깨달은 1917년의 우주상수의 도입이 아니라, 그의 생각의 틀이 플라톤의 이상적 수학세계에 매몰되어 ‘4차원 시공간 연속체’ 개념에 구속되어 있었기 때문에 상대성이론을 처음 만들 때 뉴턴이 생각했던 ‘시간과 무관한 3차원 절대공간’의 존재를 부정하고, 이것을 우주에서 완전히 제거해버린 데에 있는 것이다.

본문에서 자세히 논하겠지만 이것은 정확하게 우주 구성요소의 절반(50%)을 제거해버린 행위였다(그렇다면 아인슈타인의 상대성이론을 계승한 현대물리학은 우주의 반쪽만을 논하고 있는 것이고, 그 지식은 기껏해야 반쪽짜리 지식이 될 수밖에 없게 되었다). 따라서 나중에라도 자신의 잘못을 깨닫고 개선할 수 있는 기회가 있었음에도 불구하고, 결과적으로 시간과 무관한 3차원 절대공간을 다시 무시해버리는 길을 택했다는 점에서, 훗날 물리학의 역사가들은 그의 이러한 선택을 일컬어 ‘아인슈타인 일생의 최대의 실수’라고 말할 수도 있을 것이다. 

▼ 기존의 현상물리학으로는 기껏해야 우주 구성요소의 4.6%에 해당하는 보통물질에 대해서만 알 수 있을 뿐, 암흑물질과 암흑에너지를 포함하여 우주만물, 즉 우주 전체의 운동 변화를 체계적이고 통일적으로 설명할 수 없다!!

우주의 초기와 끝에서는 지금까지의 현상물리학이 정립한 모든 수학적 물리법칙이 더 이상 통하지 않고 지금까지의 모든 물리이론은 무용지물이 되어버린다. 현대물리학의 두 축의 하나인 일반상대성이론은 4차원 시공간 연속체 개념에 기초하고 있어서 빅뱅이전에는 아무것도 없는 무(無)가 되어 버리고, 다른 축인 양자역학은 중력을 포용하지 못하여 우주와 같은 거시구조에 대해서는 설명하기 어렵기 때문이다. 사정이 이러하므로, 오늘날 물리학에 있어서 우주의 초기와 끝에 대해서는 오로지 머릿속에서 제멋대로 궁리한 수많은 가설들만이 중구난방으로 난무하고 있을 뿐이다. 우리가 지금까지의 물리학이론들의 논리적 귀결을 따라가면 그것들을 더 보충해야 한다는 것을 금방 알 수 있다. 공간과 시간이 빅뱅에서 발생하고 블랙홀들에서 소멸한다면, 논리적으로 보더라도 공간과 시간 속에 있는 세계가 모든 것일 수는 없기 때문이다. 

 
이것은 곧 우리의 이론들이 경험을 완전하게 설명하기 위해서는 지금까지 우리가 우주에 존재하는 물리학적 대상의 모든 것이라고 생각하고 다루어왔던 보통물질들이 가지는 시간과 공간을 벗어난 너머의 개념들이 필요하다는 것을 가르쳐 주는 것이다. 미시세계를 잘 설명한다는 양자물리학이 성립된 지 100년이 다 되었지만 그것을 계산하고 ‘사용’할 줄만 알지, 양자역학을 ‘이해’하는 물리학자는 아직 지구상에 단 한 사람도 없다. 본문에서 자세히 논하겠지만, 하이젠베르크의 불확정성 원리로 대변되는 입자의 모호성, 즉 양자역학의 이론이 알려주는 결과와 실험으로 관찰한 결과를 해석하는 과정에서 생기는 인식론적인 괴리는 실험 물질 그 자체의 내재적 속성이나 그 물리적 성질을 고려하지 않고 그 드러난 현상만을 가지고 머릿속에서 해석해서 물리이론을 정립했기 때문에 생겨난 것이다. 거시세계를 잘 설명하는 일반대성이론도 우주의 시공간 구조를 ‘4차원 시공간 연속체’로 보기 때문에 빅뱅이전은 ‘아무것도 없는 무(無)’라는 결론에 도달함으로써 현대물리학을 끊임없는 추측에 빠져들게 하고 있다. 문제는 바로 이 4차원 시공간 연속체 개념은 그에 기속되어 잘못된 판단을 하고 말았던 아인슈타인에게 있어서 1917년 우주항의 도입사건 당시 못지않게, 우주 구성요소의 4% 남짓한 보통물질만을 다루어온 지금까지의 현상물리학에서 탈피하여 나머지 95% 이상을 차지하는 암흑물질과 암흑에너지까지를 포함하는 모든 우주만물의 운동변화를 체계적이고 통일적으로 설명할 수 있는 새로운 물리학으로 거듭나야 하는 오늘 우리들에게도, 치명적인 장애이자 족쇄가 되고 있다는 점이다. 

20세기 후반을 대표하는 성실한 물리학자 리처드 파인만은, 1973년 정상우주론의 대가인 프레드 호일(Fred Hoyle)과의 대화 중 다음과 같은 의미심장한 질문을 던졌다. “지금 우리가 물리학의 영역으로 생각하고 있지 않는 것들 중, 결국 물리학에 속하게 될 것들이 어떤 것이 있을까요?” 그리고 위의 질문에 대해 그 자신은 ‘초기조건’을 언급하면서 중요한 말을 하는데, “지금의 물리학은 초기조건이 주어졌을 때 물리학의 법칙에 따라 이들이 어떻게 될지를 이야기합니다. 그러나 초기조건이 어떻게 주어졌는가 하는 것은 신경 쓰지 않습니다.”라고 했다. 오늘날 물리학자들이 경청해야할 이야기라고 나는 생각한다. 왜냐하면 지금까지처럼 ‘초기조건을 가정한 공리’로부터 출발하여 물리법칙을 수립하는 현상물리학적 앎의 지식은 ‘궁극적으로’ 애초의 가설인 “증명 불가능하지만 누구에게나 자명하다.”는 공리(axiom)로 회귀할 수밖에 없기 때문이다. 그러나 새로운 물리학인 실체물리학에서는 우주의 초기조건도 우주에 실재하는 ‘있는 그대로의 세계’로서의 유형의 물리적 실체의 운동·변화하는 원리에 따라 있는 그대로의 사실을 형성해나가게 되는 것이므로, 이 책을 통해 우주 초기조건이라고 말해지고 있는 빅뱅이전의 특이점(Singularity)이나 우주대폭발인 빅뱅(Big Bang)이 발생하는 우주에 실재하는 ‘있는 그대로의 사실’로서의 자연의 모습을 사람이면 누구나 이해하고 수긍할 수 있도록 유형의 물리적 실체를 가지고 그 운동·변화하는 구체적인 모습과 형태들을 자세하게 그려 보여주고 있다. 

리처드 파넥(Richard Panek)은 《4퍼센트 우주: The 4 Percent Universe》라는 제목의 책자에서 암흑물질과 암흑에너지에 대한 그동안 과학계의 탐구여정을 생생하게 복원하고 있는데, 그는 이 책에서 아직 발견해야 할 우주가 96퍼센트나 된다고 하면서 말하기를 “또 다른 뉴턴, 아인슈타인이 등장할 것이다. 그렇게 되면 우리의 자녀, 자녀의 자녀가 바라보는 우주는 또 다른 모습일 것이고, 그들은 다른 방식으로 세상을 통찰할 것이다.”라고 했다. 그렇다. 새로운 물리학으로서의 실체물리학이 세상에 알려지면 지구상의 모든 사람들은 새로운 방식으로 세계를 통찰하게 될 것이다. 

 
지금까지의 현상물리학과 그에 따른 물리법칙들은 우주 구성요소의 4% 남짓한 시간을 가진 보통물질에 대하여 시간 안에서만 작동한다. 따라서 지금까지의 물리학적 패러다임에서는 우주의 시작이나 그 종말, 시간을 가지지 않은 암흑물질과 암흑에너지의 정체 및 그 작용 원리 등에 대해서 이해하고 설명하는 것이 근본적으로 불가능하다. 지금까지와 같이 플라톤의 이상적 사유와 인식 체계에 매몰되어 우물 안 개구리처럼 세계를 바라보면서 우주의 구조를 4차원 시공간 연속체로 뭉뚱그려서 파악하려고 하는 한, 결코 암흑물질과 암흑에너지의 정체조차 알아낼 수가 없다는 말이다. 최소한 인간의 앎의 표준이자 근본 터전을, 누군가가 머릿속에서 사고실험으로 이성의 틀에 맞게 상상해낸 가설인 증명 불가능하지만 누구에게나 자명하다는 “공리(公理)”가 아니라, 사람이면 누구나 언제든지 직접 증험할 수 있는 “방금운화(方今運化)”, 즉 여기 지금(here-now) 살아 움직여 두루 돌(리)며 변화하고 있는 ‘있는 그대로의 세계’에서 찾아야 하고, 있는 그대로의 세계로서의 실재하는 우주는 3+(4+4)의 11차원 시공간 구조를 이루어 굴러가고 있는 사실을 있는 그대로 볼 수 있어야만 한다. 그래야 비로소 암흑에너지와 암흑물질의 실체도 파악할 수 있고, 우주를 전체적으로 통찰할 수 있는 안목을 가질 수 있으며, 지금까지의 인류가 풀지 못하고 있는 우주에 대한 수많은 수수께끼들과 함께 현대물리학이 직면하고 있는 오랜 난제들을 한꺼번에 해결할 수 있는 길이 열린다.