지난달 14일 타계한 스티븐 호킹 박사가 작고 직전 '다중우주(multiverse)이론'의 난제에 해법을 제시한 마지막 논문이 공개됐다.

3일 BBC방송 등 외신에 따르면 호킹 박사는 '고에너지물리학 저널' 최신호에 실린 논문에서 다중우주가 무한대로 존재하는 것은 아니며, 우리 우주와 다른 형태의 우주가 존재할 가능성도 이전에 추정되는 것보다 훨씬 적다고 지적했다. 이 논문은 벨기에 루뱅대학의 토마스 헤르토흐 박사와 공동 집필해 작고 열흘 전에 저널 측에 제출됐다. 헤르토흐 박사는 지난해 호킹 박사의 75회 생일기념 회의 때 이 이론을 공개한 바 있다.

과학자들은 우리 우주가 빅뱅이후 '급팽창(inflation)'으로 생겨났으며 관측 가능한 우주에서는 이런 급팽창이 오래전에 끝난 것으로 믿고 있다. 하지만 우주 너머 저편에서는 급팽창이 영원히 이어지고 있으며 ,이런 영구적 급팽창으로 우주가 무한대로 생기면서 우리 우주는 전체 중 일부에 불과하게 됐다는 것이 다중우주 이론의 핵심이다.

그러나 우주가 무한대로 있고 형태도 제각각이라는 데서 문제가 생긴다. 일부는 우리 우주와 똑같거나 비슷할 수도 있지만, 아예 달라서 물리학의 법칙이 전혀 적용되지 않을 수도 있다는 것이 이론적으로 가능하다. 이 때문에 우리가 사는 이 우주가 전체 우주에서 얼마나 일반화된 특성을 가진 것인지, 과학자들은 무엇을 관측해야 하는지 등의 근본적인 의문이 생기게 된다.

호킹과 헤르토흐 박사는 이를 양자물리학과 끈이론(string theory)의 수학적 기법으로 풀어 새 논문에서 답을 내놨다. 다중우주가 존재하는 것은 맞지만, 우리 우주와 같은 물리적 법칙이 존재하는 우주만 있다는 것이다. 이는 우리 우주가 많은 우주의 전형이며, 우리 우주를 관측하는 것이 다른 우주의 생성에 관한 이론을 정립하는데 의미가 있다는 점을 뜻하는 것이기도 하다.

헤르토흐 박사는 새 이론이 기존의 다중우주 이론과 달리 물리학자들에게 다른 우주의 존재에 대한 예측을 시험하고, 이를 입증할 기회를 제공할 것이라고 밝혔다.

하버드-스미스소니언 천체물리센터의 애비 러브 교수는 이 논문에 대해 "고무적이지만 혁명적인 논문은 아니다"고 평가했다.