## 우리가 평행 우주에 살고 있을까? '기묘한 이야기' 속 기이한 물리학

Nature는 이론 물리학자들과 함께 히트 시리즈에 영감을 준 실제 이론들을 탐구합니다.

(주의: 스포일러가 포함되어 있습니다.)

작성자: 제나 아하트 (Jenna Ahart)

날짜: 2025년 12월 19일

넷플릭스 시리즈 <기묘한 이야기>에서 초자연적인 악당 베크나(Vecna)는 '뒤집힌 세계(Upside Down)'라고 불리는 악몽 같은 평행 세계를 지배합니다.

총 5개 시즌에 걸쳐, 이 시리즈는 정부 비밀 실험실에 의해 풀려난 다른 우주의 괴물들이 인디애나주의 평온하고 가상적인 마을을 초토화하는 가운데, 십 대 청소년들과 그 부모들이 겪는 분투를 그려냅니다.

물론 데모고르곤, 그림자 괴물, 그리고 염력을 가진 12세 아이들은 순수한 허구의 산물입니다. 하지만 올해 말 10년 가까운 여정을 마무리할 예정인 이 드라마의 핵심 개념인 **'평행 우주'**는 실제 과학 이론에서 기원했습니다. 그리고 이 이론은 지난 75년 동안 물리학자들 사이에서 뜨겁게 논쟁 되어 왔습니다.

### '다세계(Many-worlds)' 해석

<기묘한 이야기>는 과학 소설(SF)인 동시에 판타지 영역에 걸쳐 있지만, 기초 물리학의 여러 개념을 차용합니다. 전자기학의 원리로 고장 난 나침반이나 냉장고에서 갑자기 떨어지는 자석을 설명합니다. 또한 시즌 3에서 캐릭터들은 뒤집힌 세계로 통하는 문을 닫기 위해 **플랑크 상수(Planck’s constant)**를 사용해 세상을 구합니다. (비록 드라마에서는 1980년대라는 배경에 맞지 않는 2014년의 플랑크 상수 값을 사용하긴 했지만 말입니다.)

하지만 프로그램에서 언급된 가장 두드러진 물리학 현상은 아마도 **양자역학의 다세계 해석(Many-worlds interpretation)**일 것입니다. 주인공인 세 소년은 친구가 '뒤집힌 세계'에 갇혔을지도 모른다는 결론을 내린 뒤, 과학 선생님에게 그곳으로 가는 방법을 묻습니다. 선생님은 이렇게 답합니다. "너희들 휴 에버트(Hugh Everett)의 다세계 해석에 대해 생각하고 있었구나, 그렇지?"

1950년대에 미국의 물리학자 휴 에버트는 실제로 현대 물리학에 대한 이러한 설명을 제안했으며, 그의 이론은 이후 수많은 추종자를 모아왔습니다. 에버트의 연구는 양자 물리학자들을 오랫동안 당혹스럽게 했던 **'측정 문제(Measurement problem)'**를 해결하고자 했습니다. 핵심은 전자와 같은 양자 시스템이 관찰되거나 측정되기 전까지는 어떻게 두 가지 상태에 동시에 존재할 수 있는가(예를 들어, 동시에 두 다른 위치에 있는 전자) 하는 것입니다.

이 난제에 대한 가장 대중적인 설명인 **코펜하겐 해석(Copenhagen interpretation)**은, 관찰되지 않은 전자는 확률로만 설명되는 모호한 양자 상태로 존재하다가 측정하는 순간 갑자기 하나의 상태로 결정된다고 말합니다. 반면 에버트는 환상에 가까운 대안을 제시했습니다. 전자는 실제로 두 상태에 동시에 존재하며, 측정 후 관찰자가 단 하나의 상태만 보게 되는 이유는 우주가 두 개로 갈라져 각 결과가 서로 다른 세계에 존재하게 되기 때문이라는 것입니다. 세상의 모든 입자가 가진 무수한 양자 상태는 무한한 수의 우주를 만들어냅니다. 이것이 바로 '다세계'입니다.

### 논란의 이론

루이지애나 주립 대학교의 이론 물리학자 호르헤 풀린(Jorge Pullin)은 많은 물리학자에게 이 아이디어가 다소 터무니없게 느껴진다고 말합니다. 특히 이 다세계들이 서로 상호작용할 수 없다면, 그 이론을 증명하거나 반증할 방법이 없기 때문입니다.

그러나 존스 홉킨스 대학교의 이론 물리학자이자 여러 SF 영화의 과학 자문을 맡았던 션 캐롤(Sean Carroll) 같은 이들에게 다세계 해석은 가장 우아한 설명입니다. 그는 "이것이 양자역학의 가장 단순한 버전이며 모든 데이터에 부합한다고 생각하는 사람들이 많다"고 말합니다. 실제로 올해 초 Nature의 설문 조사에 따르면, 다세계 해석은 양자 물리학자들 사이에서 세 번째로 인기 있는 설명으로 나타났습니다.

그렇다고 해서 실제 물리학이 <기묘한 이야기>에 묘사된 것처럼 얼굴 없는 괴물과 붉은 번개가 가득한 '뒤집힌 세계'를 지지한다는 뜻은 아닙니다. 대부분의 평행 우주는 우리 우주와 크게 다르지 않을 것입니다. 캐롤은 각 우주가 단지 몇 개의 아원자 입자 수준에서만 다를 것이기에 **"물리 법칙도 같고 사람들도 같을 것이며, 그렇게 극적으로 다르지 않을 것"**이라고 설명합니다.

설령 '뒤집힌 세계'와 같은 악몽 같은 영역이 존재한다 하더라도, 물리 법칙은 우리 우주의 누군가가 그곳으로 여행하는 것을 가로막을 것입니다. 드라마 전반에 걸쳐 캐릭터들은 나무, 호수, 학교 벽 등에 있는 편리한 포털을 통해 평행 세계를 드나듭니다. 그리고 대부분은 약간의 전투 상처와 점막 층을 뒤집어쓴 채 무사히 돌아옵니다. 한 에피소드에서는 소련이 만든 신비하고 강력한 기계가 강제로 뒤집힌 세계로 가는 문을 열기도 합니다.

### 불가능한 포털

하지만 다세계 이론의 관점에서 볼 때, 캐롤은 **"한 세계에서 일어나는 일이 다른 세계에 어떤 영향이라도 미치는 것은 본질적으로 불가능하며, 사람이 왔다 갔다 하는 것은 말할 것도 없다"**고 말합니다. 풀린 역시 <기묘한 이야기>에서 보이는 종류의 포털은 현실에서 아마 불가능한 채로 남을 것이라고 덧붙였습니다.

일부 연구자들은 서로 다른 세계가 상호작용할 수 있다고 생각하기도 합니다. 옥스퍼드 대학교의 물리학자 데이비드 도이치(David Deutsch)는 양자 컴퓨터가 고전적인 컴퓨터보다 계산을 효율적으로 수행할 수 있는 잠재력이 여러 우주에 걸쳐 일반적인 계산을 병렬로 수행하는 데서 온다고 주장해 왔습니다. 하지만 이 이론조차도 우주 간의 협업은 전자나 다른 양자 시스템일 때만 가능하다고 봅니다. 거대한 괴물은 해당 사항이 없습니다.

비록 <기묘한 이야기>가 이론 물리학 교과서를 그대로 따르지는 않지만, 이 드라마는 평행 우주를 다룬 다른 시리즈나 영화들과 함께 흥미로운 상상을 자극합니다. <닥터 스트레인지: 대혼돈의 멀티버스>(2022)나 <스파이더맨: 뉴 유니버스>(2018)는 슈퍼히어로들의 삶을 복잡하게 만드는 다중 세계를 탐구합니다. 또한 <슬라이딩 도어즈>(1998)와 <다크 매터>(2024)는 이 개념을 사용해 개인이 살 수 있었던 대안적인 삶을 보여줍니다.

풀린은 대중문화의 평행 세계에 대한 매료는 물리 법칙을 어느 정도 구부리지 않고는 존재할 수 없었을 것이라고 말합니다. "만약 이 이론들을 정확하게 따랐다면, 줄거리가 전혀 흥미롭지 않았을 것입니다."

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