(Music) Sometimes when I'm on a long plane flight, I gaze out at all those mountains and deserts and try to get my head around how vast our Earth is. And then I remember that there's an object we see every day that would literally fit one million Earths inside it. The sun seems impossibly big, but in the great scheme of things, it's a pinprick, one of about 400 billion stars in the Milky Way galaxy, which you can see on a clear night as a pale, white mist stretched across the sky. And it gets worse. There are maybe 100 billion galaxies detectable by our telescopes, so if each star was the size of a single grain of sand, just the Milky Way has enough stars to fill a 30 foot by 30 foot stretch of beach three feet deep with sand. And the entire Earth doesn't have enough beaches to represent the stars in the overall universe. Such a beach would continue for literally hundreds of millions of miles. Holy Stephen Hawking, that is a lot of stars. But he and other physicists now believe in a reality that is unimaginably bigger still. I mean, first of all, the 100 billion galaxies within range of our telescopes are probably a minuscule fraction of the total. Space itself is expanding at an accelerating pace. The vast majority of the galaxies are separating from us so fast that light from them may never reach us. Still, our physical reality here on Earth is intimately connected to those distant, invisible galaxies. We can think of them as part of our universe. They make up a single, giant edifice, obeying the same physical laws and all made from the same types of atoms, electrons, protons, quarks, neutrinos that make up you and me. However, recent theories in physics, including one called string theory, are now telling us there could be countless other universes, built on different types of particles, with different properties, obeying different laws. Most of these universes could never support life, and might flash in and out of existence in a nanosecond, but nonetheless, combined they make up a vast multiverse of possible universes. in up to 11 dimensions, featuring wonders beyond our wildest imagination. And the leading version of string theory predicts a multiverse made of up to 10 to the 500 universes. That's a one followed by 500 zeroes, a number so vast that if every atom in our observable universe had its own universe and all of the atoms in all of those universes each had their own universe, and you repeated that for two more cycles, you'd still be at a tiny fraction of the total -- namely, one trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillionth. But even that number is minuscule compared to another number: infinity. Some physicists think the space-time continuum is literally infinite, and that it contains an infinite number of so-called pocket universes with varying properties. How's your brain doing? But quantum theory adds a whole new wrinkle. I mean, the theory's been proven true beyond all doubt, but interpreting it is baffling. And some physicists think you can only un-baffle it if you imagine that huge numbers of parallel universes are being spawned every moment, and many of these universes would actually be very like the world we're in, would include multiple copies of you. In one such universe, you'd graduate with honors and marry the person of your dreams. In another, not so much. There are still some scientists who would say, hogwash. The only meaningful answer to the question of how many universes there are is one, only one universe. And a few philosophers and mystics might argue that even our own universe is an illusion. So, as you can see, right now there is no agreement on this question, not even close. All we know is, the answer is somewhere between zero and infinity. Well, I guess we know one other thing: This is a pretty cool time to be studying physics. We just might be undergoing the biggest paradigm shift in knowledge that humanity has ever seen.
(음악) 가끔 비행기를 오래 탈 때면, 저는 창밖의 산이나 사막을 내려다 보며 우리가 사는 지구가 얼마나 큰지 생각해봅니다. 그러다가 우리가 매일 보는 것 중에 지구를 백만개나 집어넣을 수 있는 것을 떠 올려보죠. 태양은 생각할 수 없을 만큼 크지만 세상만물의 관점에서 보면 그건 아주 작은 것이기도 하죠. 맑은 날 밤, 하늘을 가로질러 연한 흰색으로 안개처럼 펼쳐진 은하수에 있는 4천억개의 별 가운데 하나이니까요. 게다가 더한 건, 망원경으로 볼 수 있는 은하계는 아마 천억개쯤 될 겁니다. 별 하나의 크기를 모래알 정도로 생각하면 은하수에는 사방 10미터에 1미터 깊이 분량을 모래알로 채울 만큼의 별이 있어요. 그러니까, 지구는 전체 우주에 있는 별 만큼의 모래알로 채우기에도 벅찰 정도로 작은거죠. 우주에 있는 별들을 그렇게 전부 모으면 수백만 킬로미터의 해변이 될거에요. 그 유명한 스티븐 호킹 같은 사람도 그건 엄청 많은 별이라 하겠죠. 그런데 호킹과 물리학자들은 상상할 수 없이 더 큰 우주가 있다고 믿습니다. 우선, 망원경으로 볼 수 있는 범위안에 천억개가 넘는 은하계도 아마 전체중에 아주 작은 일부분일거라는 뜻이죠. 우주 자체는 점점 더 빠른 속도로 커지고 있어요. 대부분의 은하계는 우리로 부터 점점 더 빠른 속도로 멀어져서 아마 거기서 나오는 빛이 결국 우리에게 도달하지 못할지도 몰라요. 그런데도, 여기 지구상에 있는 물리적 실체는 그렇게 멀리, 눈에 보이지도 않는 은하계와 밀접한 관계가 있어요. 우리는 그 모든 것을 우리 우주의 일부로 볼 수 있거든요. 그 은하계들은 하나의 거대한 세상을 이루면서 똑같은 물리 법칙을 따르고, 똑같은 형태의 원자와 전자, 양성자와 쿼크, 중성미자가 여러분들과 저를 이루고 있어요. 하지만 끈이론이라고 불리는 걸 포함해서 물리학의 최신 이론에 따르면 세상에는 그런 우주가 셀 수없을 정도로 많을 수 있다고 해요. 그런 우주들은 서로 다른 입자로 이루어져 있고 서로 다른 특성을 가지며 다른 물리 법칙을 따를 수도 있다고 하죠. 이런 우주들의 대부분은 생명을 잉태할 수도 없고 몇 나노초 안에 만들어졌다가 사라질 수도 있답니다. * 나노초(Nano Second) : 10의 마이너스 9제곱 초 그럼에도 불구하고, 이런 것들이 모여서 엄청나게 큰 다중 우주를 이룰 수도 있어요. 이렇게 11차원을 이룬다는데, 우리가 할 수 있는 대담한 상상의 경지조차 넘어서게 되겠죠. 끈이론의 최신 의견에 의하면 다중 우주는 10의 500제곱 개의 우주로 이루어져 있답니다, 1 다음에 0이 500개나 붙은 갯수에요. 이 숫자는 정말로 커서 우리가 관측할 수 있는 우주의 원자마다 그 자신의 우주가 있을 수도 있고, 그런 우주들에 있는 모든 원자 각각이 또다시 자신만의 우주를 갖고 있을 수도 있을 숫자에요. 그리고도 두 번 정도 더 해도 되요. 그래봐야 여전히 전체에 비하면 극히 작은 부분 밖에 안되요. 그러니까, 1조의 조, 조, 조, 조, 조, 조, 조, 조, 조, 조, 조, 조, 조, 조, 조, 조, 조, 조, 조, 조, 그런데 그 숫자조차 또다른 하나의 수에 비하면 아주 작아요. : 무한대라는 거죠. 어떤 물리학자들은 시공간의 연속체는 문자 그대로 무한이고 거기에는 무한개의, 서로 다른 성질을 갖는 소위 주머니 우주라는 것들이 들어 있다고 생각하죠. 머리가 지끈거리죠? 그런데 양자이론이 완전히 새로운 문제를 더하게 됩니다. 제 이야기는, 이 이론들이 의심의 여지없이 모두 증명가능하다는 건데요. 하지만 그걸 이해한다는 것은 정말 당혹스럽죠 어떤 물리학자들은 그런 당혹스러움을 피하려면 엄청난 수의 평행 우주가 매 순간 계속해서 만들어진다고 생각해야 된다는 거에요. 이런 우주들 가운데 몇몇은 우리가 사는 세상과 실제로 거의 비슷하고 여러분들을 복사한 것과 같이 똑같은 사람들이 있을거에요. 그런 우주에서는, 여러분들도 우등상을 받고 졸업하고 이상형과 결혼도 하겠지요. 또 다른 우주에서는, 꼭 그렇지 않을 수도 있지만요. 어떤 과학자들은 이런게 별 의미가 없다고 말하기도 해요. 우주가 몇개나 있는지에 대한 단 한가지 의미있는 대답은 단 하나, 단 하나의 우주가 있다는 겁니다. 몇몇의 철학자와 신비주의자들은 심지어 우리 우주조차도 하나의 환상이라고 주장할런지도 모르죠. 여러분들이 보시다시피, 지금은 이 질문에 대해서 모든 사람들이 동의하는 것이 없어요. 비슷한 것조차도요. 우리가 아는 한, 그 답은 0 과 무한대 사이에 있다는 거에요. 글쎄요, 제 생각에는 한 가지 더 알고 있는게 있죠: 물리학을 공부할 수 있는 정말 좋은 시기가 있다는 겁니다. 우리는 지금 인류가 이제껏 알고 있던 지식에 대해서 가장 커다란 이해의 변화를 겪고 있는 시기인지도 모릅니다.