[맥그래스, 호킹에 답하다] M이론은 무엇

“우주는 幕”… 초끈이론서 진화 우주 진실에 근접 미완성 이론

M이론에서 M은 지배(master)·근원(mother)·미스터리(mystery)·막(membrane)·마법(magic)·매트릭스(matrix) 등을 상징한다. 1995년 미국 프린스턴 고등연구원의 위튼 박사가 5가지 ‘초끈이론’을 통합해 제안했다. M이론은 시공간이 11차원으로 이뤄졌고, 초끈이론의 끈이 11차원의 막으로 말려 있는 2차원 형태라는 가설이다. M이론을 활용해 물리학자들은 그동안 풀지 못하던 물질 형성의 난제를 풀어냈다. 그래서 M이론은 시공간과 물질계, 전체의 생성 원리 등을 모순 없이 설명하려는 시도를 해볼 만한 유력한 이론으로 평가받는다.

M이론의 발달 단계를 생물학의 발달 단계와 비교한다면, 현재까지 연구 수준은 유전물질을 전달하는 것이 DNA라는 가설을 세웠지만 이중나선 구조로 이뤄졌다는 점을 발견하지 못한 단계 정도로 이해된다. 우주의 생성원리부터 하나의 시간축과 3차원의 공간으로 이뤄진 현재 4차원의 시공간 체계가 구성되는 원리까지를 꿰뚫을 하나의 가설을 발견했지만, 그 근원인 초끈이 어떤 구조로 이뤄졌고 어떤 메커니즘으로 작동하는지 풀리지 않았다는 얘기다.



고등과학원 이필진 교수는 “현실 세계를 설명하는 뉴턴의 중력 법칙은 블랙홀처럼 존재가 없는 대상이나 우주처럼 광대한 대상을 설명할 때 유효하지 않다.”면서 “M이론에 대한 연구로 모순이 없는 이론을 발견할 수 있다는 기대가 크다.”고 설명했다. 서강대 이범훈 교수는 “M이론은 계산 등의 방법으로 연구되는 분야이지만, 홀로그래피 등을 설명하는 데에도 유효한 이론이 될 것으로 전망된다.”고 했다.

홍희경기자