레벨1 누벼이은 다중우주:

 

누벼이은 다중우주는 우리가 현재 존재하는 관측가능한 우주 밖의 영역을 말합니다. 한마디로 "하나의 무한한 우주에 유한한 크기를 가진 무수히 많은 관측 가능한 유한한 우주들이 존재한다는 이론입니다" 이름이 누벼이은 다중우주인 이유는 우리 우주가 우주배경복사에 의해서 균일등방하고 곡률이 0에 가깝다는 것이 알려져 있기에 즉 거시적으로 평평한 무한한 평면에 유한한 우주들을 누벼서 이은 것 같은 형태가 되기에 그런 이름이 붙여졌습니다. 관측가능한 영역너머는 말그대로 무한하기에 확률적으로 볼츠만 두뇌 뿐만 아니라 무수한 평행우주가 존재할 것이라는 사실을 깨달을 수 있죠 물론 물리법칙과 물리상수들은 동일합니다. 왜냐하면 하나의 빅뱅에서 시작된 무한한 크기의 우주에 속해져 있기에 빅뱅이 일어날 때 가지고 있던 여러 물리상수 같은 값들은 동일하거든요 다만 물리상수 같은건 같아도 각각의 평행우주들의 초기조건은 확률적으로 조금씩 다를 수 있겠죠

 

레벨2  인플레이션 다중우주:

 

누벼이은 다중우주가 하나의 빅뱅을 통해 생긴 우주속 평행우주를 말한다면 인플레이션 다중우주는 인플레이션을 통해서 빅뱅이 끝없이 새로운 빅뱅이 일어나서 새로운 우주가 태어난다는 이론입니다. 즉 우리가 사는 우주는 수많은 여러 빅뱅을 통해서 태어난 우주중 하나일 뿐이죠 여기서는 기본적인 물리법칙 예를들면 만유인력의 법칙, 광속불변, 쿨롱의 법칙 같은것은 여전히 불변하지만 그 물리법칙에 관한 물리상수들이 빅뱅마다 다를 수 있습니다 중력의 크기, 빛의 속도, 전자기력의 세기 등등 말이죠. 즉 어떤 우주는 중력이 너무 강해서 다시 수축해서 사라져 버리거나 어떤 우주는 강력이 너무 약해서 핵을 이루지 못해 생명이 생길 수 없다거나 말이죠 사실상 대부분의 우주는 생명이 존재하지 않을 것 입니다. 물론 우주가 무한하게 지금도 만들어 지고 있기에 극악의 확률이라도 무한 원숭이 정리에 의해서 시행횟수가 무한하니 우리 같은 생명체가 존재하는 우주가 있어도 전혀 문제가 없죠 

 

레벨3 양자 다중우주:

 

아마도 가장 익숙한 다중우주일 것 같네요 사실 양자 다중우주의 원래 이름은 다세계 해석입니다. 휴 에버렛 3세라는 물리학자가 제안한 양자역학에 대한 해석인데요 아무래도 메이저한 코펜하겐 해석에 묻혀서 잊혀질 뻔했는데 다중우주 관련된 이야기로 다시 사람들이 관심을 가지게 된 우주론입니다. 그렌라간에 다원 우주 미궁이 양자 다중우주를 기반이죠 우주가 무수한 가능성이 중첩된 상태로 존재하다가 주변과 상호작용을 통해 관측이 일어나면 결어긋나게(decoherent)되고 중첩된 우주가 분기되어 갈라져 제 갈 길 가는 것이죠. 즉 양자 다중우주는 매순간 분기하면서 새로운 우주가 생성됩니다, 양자 다중우주 역시 마찬가지로 물리법칙은 불변하지만 물리상수는 조금씩 다를 수 있습니다. 

 

레벨4 수학적 우주:

 

레벨 1~3까지는 이전에 알려진 우주론이었지만 레벨4 수학적 우주는 테그마크 본인이 도입한 우주론입니다. 앞서나온 다중우주들은 물리법칙은 변하지 않았는데 수학적 다중우주는 우주를 기술하는 물리법칙 자체가 다를 수 있습니다. 어떤 수학적 구조를 가지는가에 따라서 물리적 법칙은 변경될 수 있고 당연히 물리상수, 초기조건 같은 것도 달라지죠.

 

테그마크는 모든 수학적 구조는 누군가 만든게 아니라 원래부터 그저 존재할뿐이라고 생각하며 수학적 구조는 공간, 시간안에 존재하는게 아니라 오히려 공간과 시간이 수학적 구조안에 존재한다고 생각해요 굉장히 플라톤적인 관점에서 수학을 바라본다는걸 알 수 있죠 사실상 현대판 피타고라스네요. 일단 수학적 구조라고 하면 여러 집합과 더욱 나아가서 모임(class), 자연수, 정수, 유리수, 실수, 복소수 같은 수 체계 군, 환, 체와 같은 대수구조, 순서구조, 미분구조, 거리공간, 위상공간, 다양체, 불변량, 관계, 함수, 범주, 모형이 있을텐데 이렇게만 보면 이거 완전 매시버스 아니냐? 라고 생각할 수 있는데 좀 다릅니다. 

 

우선 수학적 구조가 그저 존재하는건 맞는데 그런 무한하고 끝없는 상상할 수 있는 것과 상상도 하지못한 모든 수학적 구조가 존재하지만 실제로 우주라는 물리적 형태를 가지는 수학적 구조는 제한되어 있다고 생각합니다. 테그마크가 내건 그 제한조건은 계산 가능성입니다. 계산 가능한 구조를 가진 수학적 구조만이 우주를 낳을 수 있는 것이죠 이부분이 매시버스와의 차이점입니다.