힉스장이 우주를 소멸시킬 수도 있다고 말하는 스티븐 호킹

       

힉스장이 우주를 소멸시킬 수도 있다고 말하는 스티븐 호킹  우주와 시간 / 과학  2014/09/12 09:00 http://blog.naver.com/hansyoo/220118675481 전용뷰어 보기 힉스장이 우주를 소멸시킬 수도 있다고 말하는 스티븐 호킹 September 9, 2014, by Justine Alford, IFLSCIENCE Photo credit: Mahdi Abdulrazak, "Higgs boson - LHC," via Flickr. CC BY-NC-SA 2.0      스티븐 호킹이 사람들을 불안하게 만들었다. 악명 높은 “신의 입자”(god particle)와 연관된 장(field)이 변하여 우주에 죽음의 버블(death bubble)이 생겨날 것이라고 사람들에게 밝혔기 때문이다. 그렇게 생겨난 죽음의 버블이 우리가 알고 있는 우주를 쓸어버릴 수 있다고 한다. 더구나 이 일은 경고도 없이 언제든 일어날 수 있다고 호킹은 자신의 신간 서문에 썼다.    다른 많은 전문가들처럼 호킹은 어느 날 우주의 에너지 상태의 변하면서 진공 붕괴 대재앙(catastrophic vacuum decay)이 일어날 것이라고 믿는다. 진공 버블은 빛의 속도로 우주 공간으로 팽창하면서 경로에 있는 모든 것을 파괴할 것이다. 하지만 그렇다고 죽기 전에 해야 할 목록, 즉, 버켓리스트(bucket list)를 당장 작성할 필요는 없다. 진공 버블이 생긴다고 해도 수십억 년 후의 일일 것이다.    힉스 보존은 기본 입자로 1964년 피터 힉스(Peter Higgs)를 포함한 물리학자들이 예견했다. 힉스 보존에는 힉스 장(HIggs field)이라는 보이지 않는 에너지 장이 있어 입자물리학 표준모델을 보완한다. 표준모델에서는 우주에 존재하는 4가지 힘 가운데 3가지를 설명하는데, 전자기력과 강한 핵력, 그리고 약한 핵력을 설명하지만,그러나 4번째 힘인 중력이 표준모델에서 빠져 있다. 그리고 힉스 보존은 중력을 설명한다. CERN의 LHC(Large Hadron Collider)에서 얻어진 데이터를 사용하여 물리학자들은 힉스 보존의 질량을 측정할 수 있었는데 그 값은 약 125GeV(gigaelectron volts)였다. 이 질량은 우주가 불안정, 혹은 준안정 상태의 경계선를 유지하기 위하여 필요하다. 그러나 만일 이 상태가 붕괴하면 우주는 불안정해지고 대재앙이 촉발된다.    그렇다면 힉스 종말을 야기하는 것은 무엇일까? 물리학자들은 힉스 장의 에너지 상태가 시간이 지나면서 서서히 변화할 수 있다고 믿는다. 현재로서는 최소 위치 에너지 상태로 ‘편안하게’ 있으며 그 상태를 변화시키려면 엄청난 에너지가 필요할 것이다. 그러나 에너지 변화와 함께 양자 터널링이라는 현상이 일어날 수 있으며, 그렇게 되면 기본적으로 보다 낮은 에너지 상태로 가는 지름길이 열리게 된다. 이것을 “진공 붕괴“(vacuum decay)라고 부르는데, 만일 이 현상이 일어나면, 새로이 생겨난 진공 상태의 버블이 우주 공간을 빛의 속도로 팽창해 나가면서 그 경로에 있는 모든 것을 ‘무’로 집어삼킨다.    흥미롭게도 이론물리학자 조셉 리켄(Joseph Lykken)에 따르면 우리는 현재 안정된 우주와 불안정한 우주의 경계에서 ‘편안하게’ 있는 상태라고 한다. 최근 그는 자신의 강의에서 이렇게 말했다. “우리는 오랫동안 지속될 수 있는 우주의 경계선 상에 있으며 결국 우주는 파괴될 것입니다. 그리고 우리가 아는 한 우리를 다시 경계선 상에 올려놓을 그런 방법은 없습니다.”    대부분의 물리학자들은 우주가 필시 보다 낮은 에너지 상태로 조만간 옮겨갈 것이라고 생각한다. 이론 천문학자 카티에 마크(Katie Mack)에 따르면 그런 일이 일어난다면 아마도 에너지가 왕성한 시기였던 초기 우주에서 일어났을 것이라고 말한다. 그리고 계산이 틀렸을 가능성도 있고, 우주가 생각보다 더 안정된 것일 수도 있다.    호킹의 말은 모두 맞는 말이라고 마크는 말한다. 힉스 포텐샬(Higgs potential)은 진공 상태를 관장한다고 그녀는 말했다. 그러나 그런 일이 일어날 가능성은 정말로 낮다고 한다. 그녀는 불쌍한 힉스 보존의 누명을 벗기려 노력해 왔다. 힉스 보존이 우리를 해치려고 있는 것은 아니다.   [출처] 힉스장이 우주를 소멸시킬 수도 있다고 말하는 스티븐 호킹|작성자 HANS

- 네이버 블로그 <Physics of Dream>  hansyoo 님의 글 중에서 전재..