빛이 1년간 진행한 거리가 1광년이고 수백만광년 멀리 떨어져 있는 별들이 있다는 것은 우주가 매우 오래되었다는 것을 의미하는 것일까?
연대문제는 우주와 지구가 젊다는 성경과 과학적 증거가 있음에도 오랫동안 어려운 문제였다. 기원의 과학적 측면에 대한 설명은 많은 연구가 필요하며 풀려야만 할 문제들 중의 하나다.
질문에 내재된 가정은 일반상식처럼 보이지만 긴 시간과 짧은 시간에 대한 격렬한 논증이다. 최근 수십년간 과학계는 지금까지의 일반상식을 뒤엎는 개념들을 사실로 증명하는 양자역학과 상대론 분야의 수학적 증명들에 의해 당혹해 하고 있다. 예를 들어 현대 수학이 말하는 휘어진 공간이라는 개념을 있는 그대로 수용하기는 쉽지 않다.
이것과 관계되는 흥미로운 예로는 수년 전에 두 명의 비창조론 과학자들에 의해 제안된 것으로 빛이 멀리 떨어진 별로부터 휘어진 공간을 통하여 진행한다는 내용이다. 그들의 계산에 의하면 수십억광년 떨어진 별에서 출발한 빛이 휘어진 공간을 통하면 20년 이내에 우리들에게 도달한다고 한다.(1) 그러나 이것은 우리들이 모든 것의 복제된 상을 볼 수 있어야 한다는 것을 의미하는 것으로 밝혀졌기 때문에, 이러한 생각은 아마도 맞지 않을 것이다.(2)
일반적으로 가장 많이 사용되는 설명은 하나님께서 별을 처음부터 '공간에 존재하도록' 창조하셨다는 것이며, 따라서 아담은 가장 가까운 별로부터의 빛이 지구에 도달하기 가지 수년을 기다릴 필요없이 즉시 별들을 볼 수 있었다는 것이다. 하나님의 능력을 제한하지 않는다면 가능한 이야기이다. 그러나 이것은 우리들이 보고 있는 멀리 떨어진 별에서의 사건들은 전혀 일어나지 않았음을 의미한다. 이것을 설명하기 위해 다음의 예를 들어보자. 수백만광년 떨어진 물체가 폭발하였다면 우리들의 망원경을 통해 받아들인 빛에는 폭발에 대한 정보가 들어있다. 그러면 폭발이 언제 일어났는가? 만일 별이 태초에 창조되었고 그 시기가 6000년 전이라면 별의 폭발은 창조 이후에 일어났을 것이다. 만일 폭발이 5000년 전에 일어났고 빛의 속도가 오늘날의 속도와 같았다면 폭발에 의한 빛은 아직 지구에 도달하지 못했을 것이다. 왜냐하면 빛은 단지 5000광년의 거리만 진행했을 것이며 이거리는 백만광년이라는 거리에 비하면 극히 짧은 거리이기 때문이다. 그렇다면 우리들의 망원경을 통해 보고 있는 폭발은 일어나지 않은 것을 의미하는가?
다음과 같은 다른 방법으로 생가해보자. 하나님께서 태초에 빛을 창조하시고 6000년전에 창조된 별로부터 모든 방향으로 퍼지게 하셨다면 우리들이 지금 보고 있는 빛은 지구로부터 6000광년 떨어진 지점으로부터 출발한 것임을 의미한다. 따라서 폭발을 보여주는 듯한 빛은 볓의 실제적인 폭발에 의한 것이 아니라, 폭발을 보여주는 정보는 말하자면 '별의 여행모습'으로 창조된 것이라는 것이다. 6000년 된 우주를 생각할 때 6000광년 거리이상에서 일어나는 일은 모두 실제로 존재하지도 않고 일어나지도 않은 일들의 거대한 영화의 한 부분일 것이라는 설명은 여러각도에서 볼 때 많은 어려움을 갖고 있다.
해결책은 없는가?
분명한 해결책 중의 하나는 과거에 빛의 속도가 매우 빨라서 빛이 먼거리도 짧은 시간에 갈 수 있다는 것이다. 그러나 왜 그리고 언제 빛의 빠른 속도가 느린 속도로 변환되었는가? 이러한 설명은 사실유무를 떠나서 처음보기에 너무 손쉽고 특별한 설명처럼 보인다.
그러나, 호주의 과학자 Barry Setterfield는 흥미로운 방법으로 위 내용의 가능성을 제기하였다. 다음과 같은 1930년대의 과학 논문을 발견하여 관심을 갖고 연구하게 되었다. 천체학자인 Gheury de Bray는 계속적으로 측정된 광속의 값이 이전에 측정된 값보다 항상 작다는 경향을 발견하였다. 광속은 감소하고 있는가? 만일 이것이 사살이라면 과거에는 빛의 속도가 빨랐으며 이것은 앞에서의 우리가 토의한 내용들의 해결책이 될 수 있음을 말한다.
Setterfield와 공동 연구자인 남 호주 Finders 대학교 수학과 교수인 Trevor Norman은 광속에 관한 모든 측정값들을 조사하였다. (광속은 일반적으로 C로 표현한다.) 지난 300년간 광속은 목성의 위성들을 이용하는 등의 여러 가지 방법을 사용하여 여러번 측정되었다. 정확히 알고 있는 매우 먼 거리를 이용한 위의 방법들은 초기의 정확도가 높은 정확도를 갖고 있음을 알 수 있다. 측정된 광속들은 감소하는 경향만 가질 뿐 아니라 초기 측정값들의 감소율이 더 크다는 것을 보여준다. 광속의 감소율은 1960년까지 계속해서 줄어들며 현재의 감소율은 거의 0이 된 것 같다. 즉 현재의 광속은 거의 일정한 값을 갖게 되었다. 이것은 광속의 감소가 대수 또는 기하함수로 잘 표현될 수 있음을 말한다. Norman과 Setterfield는 관측된 자료들을 몇 개의 수학함수 곡선에 맞추어 보았다.
예를 들어 그림1의 곡선은 수천년 전에는 광속(C)이 거의 무한대였음을 말해주며 이것은 창세기의 시간단위 안에 가장 먼 우주에서 온 빛도 우리에게 도달할 수 있음을 의미한다. 이것이 사실이라면, 오늘날 우리가 관측하는 빛은 마치 비행기가 매우 빠른 속도로 날다가 속도를 줄이어 격납고로 느리게 들어가는 것과 같다.
과거의 광속이 빨랐었다는 것으로 설명될 수 있는 흥미롭고 중요한 것들이 많이 있다. 예를들어 광속이 크면 방사성 붕괴를 포함하여 광속과 연관된 원자현상들은 빠른 진행과정을 갖게 된다. 따라서 방사성 붕괴 방법에 의해 가정된 수십억년이라는 지구연대는 수천년으로 축소될 수 있다. 이와 같은 설명은 위의 개념이 왜 중요한 가치를 가지고 있는지를 말해준다.
과학적 논쟁
최근에 창조론자들과 통계학자들간에 광속의 감소를 보여주는데 사용된 통계적 방법의 확실성에 대한 심각한 논쟁이 있다. 광속의 감소하는 개념을 통계학적으로 지시하는 것에 역사적 자료가 사용될 수 없다는 내용에 의해 논쟁이 설명되더라도, 설명을 필요로하는 명백한 경향이 있다.
비판론자들이 주장하는 주된 설명은 광속의 감속경향이 심리적인 영향 때문이라는 것이다. 그들은 각 연구자들이 먼저 발표된 결과들과 너무 다른 결과를 발표하는 것에 대한 편견을 가지고 있다고 설명한다. 따라서 이 설명에 의하면, 첫 번째 결과가 너무 크면 다음 것들은 정확한 값으로 점차 접근한다는 것이다. 드러나 이 설명은 확실성을 점검하는데 더 어려운 개념일 뿐 아니라, 대부분의 과학자들이 동료 과학자들의 잘못을 증명하는데 주저하지 않는다는 것과 상치된다.
다른 증거가 있는가?
Norman과 Setterfield의 전공논문(3)(최근에 개정이 진행중임)에 실린 수립된 증거들은 측정값들 이상의 범위로 확장된다. 수집된 자료중 대부분이 광속의 감소라는 예상된 결과를 보여주는 2차적 증거로 볼 수 있는 것들이었다. 예를 들어 플랑크 상수와 같은 대부분의 원자상수들을 설명하는 식안에는 광속 C가 포함된다. 물론 광속 C가 상쇄되어 광속을 포함하지 않는 원자상수도 일부 있으며 이 경우에는 원자상수값이 일정하지만, 광속 C를 포함한 경우에는 광속이 감소함에 따라 상수값이 감소하거나 증가하는 등의 변화의 경향을 보여준다. 유감스럽게 많은 상수중에서 초창기에 측정이 가능한 것들은 소수였지만, 저자들에 의해 제시된 13가지의 상수들은 각 경우에 기대하던 대로 광속 C가 감소하는 경향을 쉽게 확인시켜준다. 그러나 그 당시 인정된 광속의 값으로부터 계산된 상수 값으로부터 제기될 수 있는 문제의 가능성이 있지만, 그런 경우에는 독립된 확증으로서 받아들이기가 힘들다.
광속의 감소에 의해 예상되는 다른 결과는 원자시간의 천체시간(달의 운동과 같은 천체운동에 기초한 시간)에 비해 느려지는 것이다. 이것에 대한 증거로써 저자들은 저명한 과학자인 Van Flandern에 의해 1955년에서 1981년까지 계속적으로 관측된 두 시계의 비교연구에서 원자시계는 점차 느려지고 천체시계는 점차 빨라지는 사앧적 변화율을 인용하였다. 어떤 사람들은 두 시계의 차이를 만유인력상수G의 변화를 제안함으로써 설명하고 있지만 확인된 것이 아니며, 원자 시계가 점차 느려진다면 이것은 Norman과 Setterfield의 제안을 확인시켜주는 증거가 된다. 그리고 Van Flandern의 측정에 반대되는 논문을 발표한 과학자들과의 접촉은 실패하였다.
몇가지 문제점
위의 이론에 대한 문제점중의 하나는 만일 C가 수백만배였었다면 Einstein의 질량에너지 공식 E=mc²에 의하면 핵반응에 의한 에너지는 수백만배의 수백만배가 된다는 것이다. 이 문제점에 대한 대답은 광속의 감소에 대한 연구의 초기단계에 해결되었으며, 그 외에도 문제의 역, 역에대한 역등도 많이 있었다. Norman과 Setterfield의 연구는 충분한 자질의 과학자들 뿐 아니라 심지어 반대자들에 의해서도 확인된 바 있다. 이것은 분명히 감정적인 논점일 수 있으나 여러분야의 전문적인 의견을 필요로 하는 복잡한 것이다. 이 글을 쓰고 있는 동안 저자들의 공동집필자로된 새롭고 향상된 전공논문이 준비중에 있다.
아담이 초기의 높은 방사열에 견딜 수 없었을 것이라는 문제점도 제안되었다. 창조론자의 논문에 나타난 천문학적 문제점과 자료의 선택뿐 아니라 광속의 초기 측정의 새로운 값들에 대한 의견교환이 계속 진행중이다. 이해하기 어려운 문제점들이 최근에 많이 대두되었으며 현재 진행중인 연구에 이 모든 내용들을 다루고 있다. 이러한 문제점들은 무시하기에는 너무 중요하며, 또한 문제의 복잡성은 훌륭한 과학자들이 문제점을 추분히 풀 수 있는 오랜 기간의 연구를 필요로 한다.
예기치 못한 새로운 정보
소련 천문학자인 Troiskii 교수의 논문이(4) 1987년에 유명 천문학 논문집에 실렸다. 그는 진화론자였지만 현재 가능한 천문학의 자료들로부터 얻을 수 있는 가장 좋은 우주모델은 우주의 초기에는 광속이 무한대이었다가 현재의 수준으로 감소하였다는 확신으로부터 나온다고 하였다. 그는 광속의 측정들에 대한 언급은 하지 않았지만 광속의 감소가 물리의 기본원리들과 상반된다는 주장을 고려하는 것이 필요하다는 적절한 기여를 하였다. 결과야 어떻게 되든간에 그의 논문은 '창조론자들은 과학의 법칙을 그들에 맞게 뜯어 고친다'라는 주장을 쉽게 할 수 없다는 것을 분명히 보여주었다.
또 다른 결과들
만일 광속이 감소하였다면 다음 내용들이 사실일 것이다.
○ 적색변이
멀리 떨어진 별에서 우리에게 도달한 빛의 속도는 가까운 별에서 출발한 빛의 초기속도와 비교해서 더욱 감소했을 것이다. 이 내용은 멀리 떨어진 별들이 내는 빛은 대부분 적색변이(파장이 긴 방향으로 이동)를 일으킨다는 것을 의미한다. 이것은 우리들이 관측하는 사실과 같다. 별들의 적색변이에 대해 지금까지 가장 많이 사용되는 설명방법은 기차의 기적소리가 기차가 다가오는지 멀어지는지에 관계되는 도플러 효과이다.
최근에 잘 알려진, 대폭발이론에 의하면 멀리 떨어진 별들은 빠른 속도를 갖고 있으므로 큰 적색변이를 나타낸다는 것이다. 그러나 Halton Arp을 비롯한 많은 비창조론 천문학자들은 관측된 적색변이가 모두 도플러 효과에 의한 것이 아니고 광속의 감소에 의한 것이라면 우주가 팽창하는 것이 아니라 수축 할 지도 모른 다는 것을 의미한다.
○ 배경마이크로파
30K의 온도에서 흑체복사가 나오듯이 우주의 모든 곳으로부터의 '배경복사'가 존재한다. 이것을 상상의 우주 유성의 잔존 메아리로 해석한다. 그러나 적색변이에 대한 광속 감소의 설명이 맞다면 태초에 가까운 시간에 멀리 떨어진 물체로 부터의 빛은 강한 적색변이를 나타낼 것이고 이것에 의한 '배경복사'를 생각할 수 있다. 사실 배경복사의 에너지 밀도는 적색변이된 별빛의 것과 일치한다. 광속의 감소에 의해 제안될 수 있는 재미있는 설명중에는 소위 별의 진화라고 불리우는 별의 과거 빠른 핵과정에 의한 상항성천체(Quastar)로의 변화이다. 관심있는 독자들은 최근 논쟁에 관한 논문을 참조하시기 바란다.(5)
반증될 수 있는가?
앞에서도 언급했듯이 과거의 측정들이 광속의 감속에 대한 통계적 증거로 사용될 수 없음이 밝혀질 수도 있으며, 광속이 필자들에 의해 제안된 방법과 똑같지 않게 감소할 수도 있다. 우리들의 개념이 광속이 증가한다든 지의(거의 가능성이 없지만) 난제에 부딪쳐서 반증이 될 수도 있다. 따라서 이런것들에 의해 들어날 수도 있는 무식함을 인해 매우 조심성있는 연구가 필요하다. 광속의 감소에 대한 난제중에는 현재는 매우 발전했지만 1930년대의 원자물리에 대한 이해의 부족으로 인한 것들도 있다.
앞으로 가능한 실험적 증거는?
만일 광속이 감소해 왔다면, 1960년대에 이르러 광속의 감소가 멈추게 된 이유가 원자시계를 사용한 후에 행하여 진 모든 측정에 나타날 수 있을 것이나, 이러한 측정들은 광속과 관계되어 변할 것이므로 설사 변화가 있더라도 변화를 감지하는 것이 쉽지 않을 것이다. 적절한 방법을 사용하면 앞으로 수년간 광속의 변화를 측정하는 것이 가능할 것이다. 제안된 수학곡선중의 하나에 의하면 광속이 최소값이 이른 후에 증가할 가능성도 있다는 것이다.
광속이 지난 수세기동안 변했다는 개념을 무효화시킬 앞으로의 연구는 무엇인가?
우리의 관심을 끄는 모든 자료들이 놀랄만한 일치를 보임에도 불구하고 위의 일이 사실로 들어날 수도 있다. 그러나 앞에서 논의했듯이 광속의 변화가 지금은 없다면 최종적인 증명이든 반증명은 우리의 손을 떠난 논의로 판명될 수도 있다. 그럼에도 많은 과학자들은 아직 엄청난 노력을 하고 있다. 광속변화의 중요성을 보증하는 많은 수의 이론적 연구들은 태초에는 광속의 거의 무한대이었다가 현재의 값으로 감소되었다는 개념을 현실화시켰으며 처음에 예상했던 것보다 상반되는 논쟁들은 적다. 광속의 측정이 있기 전부터 제기되었던 이러한 개념은 대폭발이론 보다 더 견실한 우주론을 만들어낼 수 있음을 보여 주었으며 진화론인 Troiski 에 의해 부지중에 지지를 받고 있다.
이러한 내용은 현재의 증거로써 과거를 설명할 때 나타나는 과학의 한계를 보여주는 재미있는 한 예가 되고 있다. 즉 확실한 단편의 정보가 지금까지는 완전하게 정립되었다고 생각하던 문제들의 해석에 깊고도 막대한 영향을 끼칠수 있다는 것을 의미한다. 더 자세히 설명하자면 만일 초기에 거의 무한대이던 광속이 현재의 변화율 0으로 감소된 것이 사실이라면(자연계에는 이런 종류의 수학적 감소현상이 많이 있다) 광속을 측정하기 수백년전이던 최근 이던 간에 다음과 같은 내용들이 자동적으로 인정될 것이다.
○ 매우 먼 별로부터 빛이 지구에 도달하는데 수십억년이 걸린다는 가정이 필요없다.
○ 동위 방위성 방법에 의해 수십억년으로 측정된 값은 큰 광속으로 인해 일어나는 빠른 붕괴현상을 결과이므로 사실상 수천년으로 해석되어야 한다.
○ 별들의 적색변이나 우주의 배경마이크로파등은 대폭발에 의한 우주팽창에 기인한 것이 아니라 광속의 감소에 의한 결과일 것이다.
과거의 광속의 변화를 무시하는 현대 과학자들은 중력의 법칙같이 잘 정립된 것으로 생각하는 과거의 이론들에 아직까지 집착하여 자신들을 정당화하고 있다.
대부분의 고고학자들은 예를 들어 성경에 분명하게 기록된 부분이 과학적 증거에 반대되거나 틀린 것들에 대해서 매우 완고한 입장을 취하고 말지만, 새로운 정보로 인해 성경이 결국 옳다고 밝혀지는 경우가 많이 일어나고 있다. 우리들이 알고 잇는 것은 제한되어 있으며 심지어 과학자라도 모든 것을 알 수 없다. 진화론자들은 후에 난처함을 야기시키기 쉬운 과거에 관하여 말하면서 확실성을 설명하는 독단적인 학설을 계속하여 만들어 내고 있다. 물론 창조과학자들도 성경이 침묵하고 있는 문제에 대해서는 비슷한 독단주의에 빠지지 않도록 노력해야 할 것이다.
우리들은 하나님께서 우주를 언제 얼마만한 크기로 창조하셨는가에 대해 과학적으로 정확히 알 수 없을 것이다. 광속의 변화에 대한 제안은 젊은 지구에 반대되는 것으로 보이는 자료들을 설명하기 위해 과학법칙들의 기적적이고 특히 어중간한 연결을 위한 가정이 필요없다는 것을 보여주었다.
여러분들은 모든 분야의 학설들이, 그것이 얼마나 확신되어 졌든 간에, 새로운 증거들에 의해 새로운 다른 학설로 대치되었다는 것을 잘 기억하고 있을 것이다. (이것은 진화론자의 학설뿐 아니라, 창조론자의 학설에서도 마찬가지이다) 반면에, 모든 정거에 접근할 수 있는 성경말씀은 변하지 않는 반석과 같다. 계시된 진리에 반대되는 가정에 기초한 연구로 부정확하여 틀린 것으로 판명되는 결과는 낳게 될 것이다.
참고문헌
1. Moon, P. and spencer, D.T., 1953. Binary stars and the velocity of light. Journal of the Optical Society of America, vol. 43(8), pp.653-641
2. Bounds, V., 1984. Towards a critical examination of the historical basis of the idea that light has slowed down. Ex Nihilo Technical Journal, vol.1, pp.105-117
3. Norman T. and Setterfield, B., 1987. The Atomic Cinstants, Light and Time. flinders University of South Australia School of Mathematical Sciences. Technical Report Prepared for : Lambert T dolphin, who was at that time Senior Research Physicist, Geoscience and Engineering Center, Stanford Research Institute International.
4. Troiskii, V.S., 1987. Pysical constants and evolution of the universe. Astrophysics and Space Science, vol. 139, pp. 389-411.
5. For example, scc Creation Magazine, Vol.12 No.3, june-august, 1990, pp40-41.
최신기사
이글을 마지막으로 준비할 때에, 저자들중 Carl Wieland 박사는 호주의 시드니에 위치한 남 웨일즈 대학의 통계학 교수인 Michael Hasofer 박사로부터 전화를 받았다. 그에게 사용된 통계적 방법에 대한 논쟁에 대해 편견없는 평가를 내려주도록 요구했었다(의견의 본질성은 적당한 통계학의 가중치 방법이 사용될 때, 광속의 변화에 대한 통계적 증거가 없는가에 관한 것이다). 올바른 가중치 자료의 사용에 동의하는 Hasofer 교수의 의견에 따르면 자료들을 직선으로 맞추는 것은 가정에 대한 적절한 평가가 아니다. 그는 전화통화에서 '가중치 소급(Weighted Regression)'이라는 통계학 방법을 사용하면 자료들이 광속의 감소라는 중요한 결과를 보여주는 특별한 곡선으로 표현된다고 말했다.
* 역자주 :
'먼 곳으로부터의 별빛은 오래된 우주를 증명하는가?'는 호주 창조과학회(CSF)의 Ken Ham, Andrew Snelling과 Carl Wieland등이 저술한 'The Answer Book'의 11장의 내용을 번역한 것이다. 따라서 위의 내용은 역자나 한국창조과학회의 공식입장이 아닐수도 있음을 밝히면서 몇가지 문제점을 지적하여 많은 사람들의 관심과 연구가 있기를 기대해본다.
먼저 빛의 속도가 변한다는 제안은 물리학에 있어서 혁명적인 것이다. 왜냐하면 현대 물리학의 대부분의 이론들은 광속이 일정하다는 내용을 근거로 하고 있기 때문이다. 저자들의 광속의 감소라는 제안은 창조론과 상치되는 적색변이, 우주연대등의 우주론의 일부문제를 설명할 수 있지만 물리학의 근간이 되는 이론들을 섦여하기 쉽지 않다. 예를 들어 광속이 상대속도와 관계없이 일정하다는 가정에서 출발한 상대론은 원자세계에서의 실험등으로 증명이 되고 있으며, 전자기학에서 광속이 C=1/√ε0μ0로 표현되므로 C가 무한대려면 ε0 또는 μ0 등의 상수가 0가 되어야 한다.
다음으로 저자들의 제안에서는 과거의 광속측정값이 매우 중요한 요소인데 과거의 측정값들의 정확도를 잘 모르고 있으며, 현재는 광속의 변화율이 거의 없어 현대의 정밀한 실험장치로도 광속의 감소를 증명한다는 것은 매우 어렵다. 또한 저자들이 제안한 광속의 감소곡선은 우리들의 자연계에서 볼 수 있는 것들과는 달리 로그, 삼각함수 등과 같은 많은 상수들을 포함하고 있는 복잡한 형태이다.
본 책에는 광속의 감소에 대하여 일반적인 설명만 실려있고 광속의 감소를 보여주는 구체적인 자료가 제시되어 있지 않고, 참고문헌과 위의 내용을 참고로 하여 더 많은 주의 깊은 옂구를 필요로 한다.
따라서 광속의 감소라는 제안은 우주생성과 우주연대에 관하여 새로운 설명의 시도를 보여주는 것이며, 아직 물리학의 많은 부분들의 설명에 적용하기는 쉽지 않다. 그러므로 저자들도 밝혔듯이 광속의 감속문제는 매우 조심성있는 지속적인 연구를 요구한다.
※ 이글은 호주창조과학회(CFS)발행
The Answers Book의 일부로 본회 강원지부장이신 차성도 박사(강원대 물리학과)께서 번역해 주셨습니다.
연대문제는 우주와 지구가 젊다는 성경과 과학적 증거가 있음에도 오랫동안 어려운 문제였다. 기원의 과학적 측면에 대한 설명은 많은 연구가 필요하며 풀려야만 할 문제들 중의 하나다. 
분명한 해결책 중의 하나는 과거에 빛의 속도가 매우 빨라서 빛이 먼거리도 짧은 시간에 갈 수 있다는 것이다. 그러나 왜 그리고 언제 빛의 빠른 속도가 느린 속도로 변환되었는가? 이러한 설명은 사실유무를 떠나서 처음보기에 너무 손쉽고 특별한 설명처럼 보인다. 
다른 증거가 있는가?
