1-3. 루프 양자중력의 아이디어 — 공간에도 최소 단위가 있다

공간을 계속 쪼개면 어떻게 될까?

초등학교 때 한 번쯤 이런 상상을 해 본 적이 있을 것이다.

"종이를 반으로 접고, 또 반으로 접고, 계속 접으면 어떻게 될까?"

물론 현실에서는 7~8번 접으면 더 이상 접을 수 없다. 하지만 상상 속에서는? 무한히 접을 수 있을까? 아니면 어느 순간 "더 이상 쪼갤 수 없는 최소 단위"에 도달할까?

이 질문을 공간 자체에 적용해 보자. 눈앞의 공간을 반으로 나누고, 또 반으로 나누고, 끝없이 나누면 어떻게 될까? 공간은 정말로 무한히 매끄럽게 이어져 있는 것일까? 아니면 아주 작은 스케일에서 보면, 공간도 **"알갱이"**로 이루어져 있을까?

우리의 일상 경험은 "공간은 매끈하다"고 말한다. 일반상대론도 그렇게 가정한다. 하지만 루프 양자중력(영문: loop quantum gravity, 줄여서 LQG)이라는 이론은 완전히 다른 답을 제시한다.

공간에는 더 이상 쪼갤 수 없는 최소 단위가 있다. 그 크기는 플랑크 길이, 약 $10^{-35}$ 미터이다.

마치 사진이 멀리서 보면 매끄럽지만 극도로 확대하면 픽셀로 이루어져 있듯이, 공간도 멀리서 보면 매끄럽지만 플랑크 스케일에서 보면 "공간의 원자"로 이루어져 있다는 것이다.

이것은 끈이론과는 완전히 다른 방향에서 양자중력 문제에 도전하는 대담한 시도이다.