양자이론의 아버지 막스플랑크

믿기 어렵지만 우주 창조에 대한 결정적 증거가 처음에는 비둘기 똥 때문에 만들어진 것으로 여 겨져 버려졌다. 1964년 미국 뉴저지 주에 있는 벨 연구소의 두 연구원은 전파 망원경으로 들어오는 이상한 신호를 포착했다. 맨 처음 그들은 뉴욕에서 건너오는 잡음이라고 생각했지만 확인 과정 에서 부정되었다. 나중에 그들은 비둘기 한 쌍이 전파 망원경의 설비 안에 둥지를 틀었고 비둘기 똥 때문에 망원경의 정교한 표면 이 더러워진 것을 발견했다. 그들은 망원경을 깨끗이 청소하고 비둘기를 다른 주로 옮겼다. 하지만 이 비둘기들은 다시 찾아와 둥지를 틀었으며, 결국 사냥꾼을 동원하여 해치울 수밖에 없었다. 그런데 비둘기를 없애고 망원경을 다시 청소한 뒤에도 신비로운 잡음은 지속되었다. 결국 두 연구원 아노 펜지어스(Arno Penzias) 와 로버트 윌슨(Robert Wilson)은 그것이 외계에서 오는 신호라고 여기게 되었다. 

이들은 몰랐지만 거의 20년 전에 이미 한 무리의 천문학 이론 가들이 이 신호의 존재를 예언했다. 1948년 우크라이나의 물리학자 조지 가모프(George Gamow)는 조르주 르메트르가 1927년에 내놓은 주장, 곧 온 우주가 아득한 옛날의 언젠가 극도로 압축된 나의 '원자'가 폭발하여 만들어졌다는 아이디어의 귀결을 탐구하고 있었다. 가모프는 이 빅뱅 개념으로 우주에 수소와 헬륨이 압도적으로 많은 이유를 설명했다. 그의 계산에 따르면우주가 오직 수소라는 가장 단순한 원소로부터 시작되었다면 빅뱅의 강한 열에 의하여 그 4분의 1이 헬륨으로 변하는데  이 비율은 천문학자들이 우주를 관측해  먼저 얻은 결과와 거의 정확하게 일치한다. 가모프는 또한 헬륨을 만들어 낸 불덩어리에서 뿜어져 나온 빛이 아직도 온 우주를 감싸며 떠돌고 있는데, 다만 그 파장이 길게 늘어나 마이크로파가 되었을 것이라고 예견했다. 따라서 펜지어스와 윌슨이 외계로부 터 전해 오는 마이크로파를 검출했다는 발표는 커다란 반향을 불러일으켰으며, 우주론자들은 즉각 이 두 사람이 발견한 신호가 바로 빅뱅이 남긴 빛에서 유래한 것이라고 지적했다.

모든 것의 시작

현재의 물리학은 빅뱅의 시작 그 자체는 다룰 수 없다. 이를 기술 하는 데 필요한 무한소의 시간과 공간을 다룰 수 없기 때문이다. 지금 물리학이 다룰 수 있는 최소의 시간 단위는 10의 -43승 초로서, 소수점 아래로 0이 42개가 이어진 뒤에 1이 나오는 작은 수이다. 이 는 '양자 이론의 아버지' 라고 추앙 받는 독일의 물리학자 막스 플랑크(Max Planck)를 기려 '플랑크 시간(Planck time)'이라고 부른다. 우리가 말할 수 있는 것은 태초로부터 이 시간이 흐르기까지의 기간, 곧 플랑크 시대(Planck epoch) 동안 오늘날 보는 광대한 우주의 모든 것이 원자핵보다 더 작은 극미의 점 안에 꾸려 넣어져 있었다는 것뿐이다. 이 시대에는 중력, 전자기력, 강력, 약력이라는 자연계의 네 가지 근본적인 힘이 통합되어 있는 상태로, 이 '점'은 팽창하고 있었다. 플랑크 시대를 완전히 기술하는 데에는 끈 이론과 같은 양자 중력 이론이 필요하다.

플랑크 시대가 끝나자 중력은 별개의 힘이 되었고 오늘날 우리가 알고 있는 물리학이 적용될 수 있게 되었다. 하지만 아직도 온도와 압력이 극도로 높아서 물질과 에너지는 전혀 구별되지 않았 으며, 입자들은 격렬히 요동치는 에너지로부터 자연적으로 만들 졌을 것이다. 그런데 이렇게 물질(matter)이 만들어질 때마다 그것의 신비로운 짝인 반물질(antimatter)도 만들어진다.