우주팽창

우주탄생이론에 대한 궁금증 많으시죠? 과연 우리가 살고 있는 우주는 어떻게 탄생되었고 어떻게 유지되고 있을까요?

 

 

1. 우주탄생론

- 현대 과학자들이 우주론을 말하는 것은 세상에는 태초에는 아무것도 없었다는 것입니다.
즉, 행성도 별도 은하조차도 아무것도 없었습니다.
더욱이 공간과 시간조차도 없었을 것입니다. 시간과 공간이 태어나는 시작점, 대폭발, 우리는 이것을 빅뱅이라고 부릅니
다.

- 가수 빅뱅이 아니고, 빅뱅이론의 빅뱅입니다. 빅뱅이 시작되기 전에는 그 모든 것이 아무것도 없는 Nothing, 무 상태입니다. 1917년 알버트 아인슈타인 의해서 발표된 정적우주론이 있는데 그것이 현대 우주론의 출발점이라고 할 수 있습니다. 알버트 아인슈타인은 우주는 팽창 하지도 않고 수축 하지도 않는다고 주장을 합니다.

그런데 1916년에 발표된 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 러시아의 수학자 프리드만 벨기에 신부 르메르트는 반박했습니다.프리드만과 르메르트는 우주는 팽창을 해야 한다고 생각했습니다.
프리드만은 1922년 우주는 초고밀도 상태에서 발생되면서 점점 팽창하면서 밀도가 낮아졌다라는 논문을 발표합니다. 1929년 미국의 천문학자 허블은 우주에서 은하들이 후퇴하고 있다는 것을 관측했고 그로 인하여 우주가 팽창한다는 사실을 세상에 발표하게 됩니다.

- 결국 그 전까지 우주가 팽창한다는 프리드만과 르메트르에 논문을 무시했던 알버트 아인슈타인은 1931년에서야 비로소 자신의 주장을 수정하게 됩니다 우주는 무한하고 정적이다라고 했습니다. 조지 가모프는 미국 물리학자 하고 초기 우주의 모습을 계산하여 어떤 사람입니다. 1946년 초기 우주의 모습은 높은 온도의 높은 밀도 상태이고 아주 빠르게 팽창했다라는 논문을 발표했다입니다.
허블이 발견했던 은하들은 가벼운 원소들이 많이 있다는 것과 우주 배경의 복사를 바탕으로 한다는 것이 빅뱅이론입니다.

 

 

 

2. 정상우주론

- 정상 우주론은 우주가 시공간적으로 균일하고 같은 면적이기 때문에 우주는 지금이나 옛날이나 같은 모양이라는 것입니다. 또 한 우주는 모든 방향으로 같은 비율로 연장되고 있기 때문에 허블이 발표했던 법칙을 따를 수 있다는 것입니다.
관측된 사실과 일치하는 부분들이 많고 특이점을 피해 갈 수 있는 정상 우주론은 여러 과학자들의 지지도 받았으며 이로써 초기에는 빅뱅이론과 경합을 벌이기도 했었습니다.
빅뱅이론을 뒷받침할 수 있는 강한 증거 중에 하나인 우주배경복사는 또 다른 의문을 제기 받습니다. 우주의 여러 곳에서 아주 빠른 광속으로 날아오는 복사선의 강도가 모두 똑같을 수 있을 것 똑같을 수 있냐는 의문을 제기 합니다.

1980년 MIT 출신의 천체물리학자 앨런 구스는 이에의 문을 풀기 위해 인플레이션 일하는 가설을 세웠습니다. 인플레이션 가설에 의하면 빅뱅이 발생하고 난 후에 1초 후부터 우주가 10억 배에 1,000,000,000 * 1,000,000,000 배에 10억배 이상 커졌다는 것입니다.

인플레이션 가설은 같은 방향성의 문제를 해결할뿐만 아니라 초기 우주가 탄생할 시점에 대한 내용과 궁금증을 많이 해결해 주었습니다. 그러나 인플레이션 가설 역시 우주의 초기에 대한 모든 내용을 설명할 수는 없었습니다.

2. 팽창의 의미
- 우주는 팽창하고 있다고 하고 있고 은하들 사이의 공간이 계속 벌어져서 은하들은 계속적으로 우리 행성으로부터 멀어지고 있다고 합니다.
그러면 우주가 팽창하기 전에는 과연 어떤 모습이었을까요? 이런 이론의 시초가 바로 빅뱅이론 대폭발 이론이 된 것입니다. 모든 천문학자들은 적색 이동을 은하들이 우리 행성으로부터 멀어지고 있다는 것으로 받아들이고 있습니다.

 

 

 

 

3. 우주의 팽창속도

3. 우주의 팽창속도

- 우주의 팽창속도에 대해서 알아보고자 합니다.
우주의 팽창 속도는 허블의 법칙 와 연관성이 깊습니다. 허블상수에 명확한 값을 얻으려면 두가지 측정을 해야 합니다. 첫 번째, 은하의 후퇴 속도를 알 수 있는 적색 이동을 스펙트럼을 통해서 관찰해야 합니다. 두 번째, 은하가 지구로부터 얼마나 이격되어 있는가를 알아내는 것입니다. 이것은 변광성 초신성과 같은 명확한 거리측정을 은하와 행성에도 적용하여야 합니다. 적색 이동의 빛의 피로 때문에 발생할 확률이 높습니다. 그러나 몇까지 뒷받침할 증거들은 모순들이 많습니다. 첫째, 우주는 팽창하지 않고 정지되어 있어야 합니다. 일반 상대성 이론은 우주가 팽창한다는 것을 예측 하였고 이우주 론을 허용 하지 않는다면 일반상대성이론은 반드시 수정되어야 됩니다. 두 번째, 우주가 정지해 있다고 가정한다면 우주의 나이는 끝이 없습니다.

- 그러나 우주의 연령은 유한하고 그것을 뒷받침할 근거들은 몇 개가 있습니다. 세 번째 우주로부터 멀리 떨어진 빛들이 피로에 쌓여 있다면 그 빛들은 많은 양의 에너지의 손실이 있었을 것입니다. 에너지 보존법칙에서 잃어버린 에너지는 어디에서 찾을 수 있을까요? 이것은 우주배경복사에서 많은 에너지를 측정할 수 있습니다. 그러나 이러한 이론들에 의하여 빛의피로를 완벽하게 설명할 수는 없었습니다. 허블 상수는 어느 한부분의 중력의 영향을 무시한다고 해도 무방하기 때문에 관측 가능한 아주 멀리 있는 은하의 표본으로 정확하게 예측 되어야 됩니다. 30년 넘게 허블상수를 연구하면서 두 가지의 중요한 사실이 알려졌습니다. 카네기 학술문화 연구장려 기관의 한국 루비 알게된 허블상수 회갑과 텍사스주 대학에 다른 팀이 알게 된 허블상수 값입니다. 우주의 팽창에 대한 포스팅을 마치겠습니다.

 

 

 

마무리

- 우주 팽창에 대한 포스팅을 마치겠습니다.