[스크랩] 프랙탈 우주론

• 프랙탈 우주론
• 서언) 17세기의 저명한 철학자이자 수학자, 물리학자인 라이프니쯔(Gottfried Wilhelm Leibniz: 1646-1716)는 모나드론(Monadology) 이라는 독특한 사상을 발표하였다. 그것은, 우주는 무수한 단자(monad)로 이루어져 있고 개개의 단자 속에는 하나의 완전한 우주가 구현되어 있다는 사상이다. 이 아이디어를 잘 생각해 보면 그것은 우주의 프랙탈(fractal)구조를 표현하고 있음을 알 수 있다. 즉, 하나의 입자가 그 속에 다른 또 하나의 완전한 우주를 담고 있다면 그 우주는 더욱 더 작은 무수한 입자들로 구성되어 있을 것이고, 또 그 하나하나의 입자 속에는 또 다른 더 작은 우주가 재현될 것이다. 이러한 과정은 끝없이 반복될 것이며 따라서 이것을 프랙탈 구조라고 말할 수 있을 것이다. 만약 우주가 프랙탈 구조로 이루어져 있는 것이 진실이라면, 우리가 속해 있는 이 거대한 우주 또한 하나의 입자라고 말할 수 있을 것이다. 우리는 하나의 입자에 지나지 않는 세계 속에 살고 있는지도 모른다. 그리고 우주와 같은 입자들이 무수히 많이 있는지도 모른다. 그렇다면 그 모든 우주 입자들을 포함하는 거대한 존재가 있을 것이다. 그리고 그 거대한 존재가 모든 것의 끝일 리가 없다. 그 거대한 존재 또한 그 보다 더욱 거대한 우주 속의 입자 하나에 지나지 않을 것이다. 프랙탈 구조 속에서는 이러한 과정 역시 끝없이 반복될 것이다. 프랙탈 구조로 된 우주에서는 '무한' 만이 유일한 답이 된다. '무한'은 수평적으로 무한할 뿐만 아니라 수직적으로도 무한하다. 이와 같은 생각은 철학적인 관점에서는 상당히 평가될 만하지만, 그러나 과학적인 관점에서 본다면 공허한 말장난일 뿐이다 - 이제까지는...... 그러나 이제 이 글에서 독자제위는 우주의 프랙탈 구조에 관하여 그 가능성을 엿보게 될 것이다. (프랙탈 구조) 17세기의 저명한 철학자이자 수학자, 물리학자인 라이프니쯔(Gottfried Wilhelm Leibniz: 1646-1716)는 모나드론(Monadology) 이라는 독특한 사상을 발표하였다. 그것은, 우주는 무수한 단자(monad)로 이루어져 있고 개개의 단자 속에는 하나의 완전한 우주가 구현되어 있다는 사상이다. 이 아이디어를 잘 생각해 보면 그것은 우주의 프랙탈(fractal)구조를 표현하고 있음을 알 수 있다. 즉, 하나의 입자가 그 속에 다른 또 하나의 완전한 우주를 담고 있다면 그 우주는 더욱 더 작은 무수한 입자들로 구성되어 있을 것이고, 또 그 하나하나의 입자 속에는 또 다른 더 작은 우주가 재현될 것이다. 이러한 과정은 끝없이 반복될 것이며 따라서 이것을 프랙탈 구조라고 말할 수 있을 것이다. 만약 우주가 프랙탈 구조로 이루어져 있는 것이 진실이라면, 우리가 속해 있는 이 거대한 우주 또한 하나의 입자라고 말할 수 있을 것이다. 우리는 하나의 입자에 지나지 않는 세계 속에 살고 있는지도 모른다. 그리고 우주와 같은 입자들이 무수히 많이 있는지도 모른다. 그렇다면 그 모든 우주 입자들을 포함하는 거대한 존재가 있을 것이다. 그리고 그 거대한 존재가 모든 것의 끝일 리가 없다. 그 거대한 존재 또한 그 보다 더욱 거대한 우주 속의 입자 하나에 지나지 않을 것이다. 프랙탈 구조 속에서는 이러한 과정 역시 끝없이 반복될 것이다. 프랙탈 구조로 된 우주에서는 '무한' 만이 유일한 답이 된다. '무한'은 수평적으로 무한할 뿐만 아니라 수직적으로도 무한하다. 이와 같은 생각은 철학적인 관점에서는 상당히 평가될 만하지만, 그러나 과학적인 관점에서 본다면 공허한 말장난일 뿐이다 - 이제까지는...... 그러나 이제 이 글에서 독자제위는 우주의 프랙탈 구조에 관하여 그 가능성을 엿보게 될 것이다. (우주의 단계) 거대한 존재 내부의 세계를 '거시세계'라 하고 우리 몸 속의 작은 세계를 '미시세계'라고 부르기로 하자. 그러면 소립자로부터 우주에 이르기까지의 모든 단계를 다음과 같이 정리할 수 있다. 미시세계: 소립자 - (원자핵) - 원자 - 분자 - 고분자 - 세포내 소기관 - 세포 - 사람 거시세계: 별(태양) - (은하핵) - 은하 - 은하군 - 은하단 - 초은하단 - 우주 - 거대한 존재 상기 단계에는 우주의 모든 요소가 포함되어 있으며 이것 외에 하나의 단계로 분류할 만한 다른 특별한 요소는 없다. 만약 우주가 프랙탈 구조로 반복된다면 양 극단의 세계에서 서로 대응하는 요소들의 크기는 항상 일정한 비를 나타낼 것이다. 상기의 단계를 대강 살펴보는 것만으로도 우리는 이 두 세계의 각 요소들이 정리된 순서대로 서로 잘 대응할 것 같은 느낌을 갖게 된다. 필자는 이 순서를 결정함에 있어서 각 요소들의 외관 및 동일요소 상호간의 간격 등 여러 가지를 고려하였다. 상기 체계에서 원자는 은하에 대응하고 있다. 그러나 많은 사람들은 원자가 태양계와 비슷하다고 알고 있다. 이 생각은 원자의 고전적인 모델을 표현함에 있어서 전자들이 원자핵 주위를 돌고 있는 것으로 묘사한데서 기인한 것이다. 그러나 원자가 태양계와 닮았다는 것은 전혀 타당하지 않다. 가령 원자가 태양에 대응한다고 치자. 그러면 원자 사이의 거리 또한 태양 사이, 즉 별 사이의 거리에 대응해야 할 것이다. 물질계에서 원자는 대개 그 지름 정도의 거리를 두고 다른 원자와 연결되어 있다. 반면에 별과 별 사이의 거리는 수 광년으로서 별의 지름의 수 천만 배나 된다. 그러므로 원자가 태양에 닮았다는 생각은 전혀 고려할 가치가 없다. 그럼 상기의 체계를 주목해 보기로 하자. (편차) 그런데 우리가 어떤 두 물체의 크기를 비교하려고 할 때는 먼저 각각의 물체의 크기를 결정하지 않으면 안된다. 그러나 쉽게 이해할 수 있듯이 상기 체계의 각 요소들의 확정적인 크기를 결정하는 것은 불가능한 일이다. 왜냐하면 모든 요소들은 단일의 크기를 갖는 것이 아니라 모두 어느 정도의 범위내에 분포되어 있기 때문이다. 예를 들면 다음과 같다. 은하지름 : 10,000광년 - 100,000광년 우주 반지름 : 100억 - 300억 광년으로 추정됨 세포 지름 : 10미크론 - 100미크론 이와 같이 우주에는 확정적인 값을 갖는 요소는 존재하지 않는다. 그렇다고 하더라도 물질계의 모든 요소들은 상당한 질서를 갖고 있다. 우주의 각 단계를 주의깊게 살펴보면 모든 단계에서 각 요소들의 최고치는 최저치의 10배 정도를 초과하지 않음을 알 수 있다. 그러므로 필자는 각 단계에서 평균치를 구하여 비를 계산하고 그 결과에 10배의 편차를 용인하는 ...

출처 : Daum 지식

글쓴이 : cutedrum님 원글보기

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