얼마 전에 최신호 뉴튼을 읽었는데, 여분 차원에 대해 아주 잘 정리해준 특집기사가 실려있었습니다. 그간 아리송하게만 알고 있던 여분 차원에 대해 알게 되는 계기가 되었죠. 특히 흥미로웠던 게 4차원 물체를 상상해보는 방법이었습니다.

사실 3차원 생물인 인간이 4차원 물체를 상상하는 건 아주 어렵습니다. 3차원 공간엔 xyz 3개의 축이 있고 그래서 3차원인데, 여기에 축을 하나 더하면 4차원 공간이 되죠. 이게 어떠한 건지 한번 상상해보려하면, 뭐 전혀 상상이 가질 않습니다. 그게 어떻게 생긴 건지 감도 잡히지 않죠.

하지만 4차원을 3차원으로 펼쳐볼 순 있습니다. 정육면체를 정사각형으로 펼쳐보거나, 혹은 정사각형을 직선으로 펼쳐보는 것처럼 말이죠.

2차원인 정사각형을 펼치면 1차원인 직선 4개가 나옵니다. 3차원인 정육면체를 펼치면 2차원인 정사각형이 6개 나오죠. 그렇다면 4차원인 초정육면체를 펼치면, 8개의 정육면체가 나올 겁니다. 여전히 그게 합쳐지면 어떤 모양일지 상상하기 어렵지만, 적어도 도면처럼 펼쳐보았을 땐 어떤 모양을 하고 있는지는 알 수 있죠.

예 뭐.. 신기하더군요. 이전에 친구랑 4차원 물체를 어떻게든 묘사하려 한 글을 두고 도대체 이 글을 어떻게 이해해야하는 것인지 얘기했던 적이 있는데, 그 때 나온 결론은 도저히 이해가 안 간다!였습니다. 그 책에 이런 설명이 실려있었으면 어땠을까 싶네요.

더불어 기사에 나온, 여분 차원의 중요성에 대해 간단히 설명해보자면..

먼저 우주에는 강력, 약력, 전자기력, 중력의 4가지 힘이 존재하는데, 그 중 약력과 전자기력은 하나의 힘으로 통합되었습니다. 이 두 힘은 사실 서로 다른 힘이 아니고, 같은 힘의 다른 측면이라는 거죠. 여기에 더해 대통일 이론은 강력까지 통합시키고자 하는 이론입니다. 더불어 그 유명한 초끈이론은 중력까지도 하나의 힘으로 통합시키고자 하는 이론이죠.

문제는 강력까지는 약력, 전자기력과 힘의 크기가 비슷하기에 통합이 가능할 것 같은데, 중력은 너무나도 그 세기가 약해서 통합시키기 어려워보인다는 겁니다. 그래서 중력을 통합시키기 위해, 중력이 사실은 강한데 그 힘이 다른 데로 새어나가서 약해보이는 것이고, 그 힘이 새어나가는 곳이 바로 4차원 이상의 고차원들이라는 게 여분차원의 의의입니다. 즉 여분차원의 증거를 발견한다면 4개의 힘을 하나로 통합시킬 수 있다는 거죠.

그리고 운이 좋으면 10년 내로 유럽의 강입자가속기에서 여분차원의 증거를 발견할 수 있을지도 모른다고 합니다. 그래서 최근의 물리학도들은 좋은 시기에 태어났다, 뭐 이런 내용이었죠. 꽤 좋은 기사인듯하니 한번 찾아보셔도 좋을듯합니다.