우주의 시작 : 빅뱅 - 1(표준 빅뱅)

안녕하세요~흥미롭고 재미있는 과학 흥. 재. 과입니다!

 

드디어 제가 제일 좋아하는 분야인 우주입니다!

 

우주의 시작은 아직 모든 걸 설명할 수 있는 이론은 없을 만큼 미스터리로 둘러싸여 있는데요!

 

오늘은 우주 탄생에서 왜 빅뱅이 현대 물리학과 천문학에서 정론으로 일컫는지!!

그 오해와 진실에 대해서 낱낱이 파헤쳐 보겠습니다.

 

빅뱅에 있어서 가장 중요한 개념은 우주의 팽창이라고 생각하는데요.

 

빅뱅

 

먼저 빅뱅에 대해 많은 분들이 "우주 어딘가 한 점에서의 폭발"이라고 인지하고 있으실 겁니다.

사실 이것은 과학적으로 약간은 애매한 표현입니다!

 

초기의 우주는 지금에 비해 매우 작았으며 엄청난 고온/고압의 상태였기 때문에,

빅뱅이전의 우주에는 싱귤래리티(Singularity)라고 하는 개념이 적용되었습니다.

 

싱귤래리티란(Singularity)?

 

말 그대로 어떠한 특이점을 일컫습니다!

이 싱귤레리티에서는 우리가 일반적으로 알고 있는 중력, 전자기력, 강력, 약력 등 어떠한 물리법칙도 적용되지 않고

어떠한 수학적 공식도 적용되지 않는 상태라고 추측하는데요!

 

 

여기까지는 동일하나 사실 빅뱅에게는 우주 팽창의 두 가지 형태의 이론이 있습니다.

오늘은 그중 가장 기본적인 표준 빅뱅이론과 그 한계점에 대해 알아보겠습니다!

 

표준 빅뱅

아까 말한 싱귤래리티라는 특이점의 상태는 고온/고밀도 상태이고

어느 순간 중력과 다른 기본적인 물리적 상호작용에 의해 우주가 서서히 폭발적으로 팽창하게 된 것입니다.

하지만 이 표준 빅뱅의 이론은 현재 우주에서 관측되고 있는 많은 부분들을 설명하지 못합니다.

반응형

 

한계점 1. 우주는 평평하다.

 

천문학자들의 오랜 관측 데이터로 우주는 평평하다고 예상하고 있습니다.

우주가 평평하다는 것은 팽창 이후의 우주에 있는 어떠한 물질들이 서로 영향을 주지 못했다는 것을 의미하는데요!

즉, 서로 끌어당겨지는 중력에 힘을 받지 않았고, 충돌 또한 없어야 합니다.

 

평평한 우주공간

 

너무 느리게 팽창하게 되는 경우 중력의 영향으로 물체들에게 서로 모여지는 형태로 구조를 형성해야 합니다.

그렇게 되면, 우주의 공간마다 밀도가 달라지기에 평평한 구조를 가지기 어려운 상태가 됩니다.

하지만 우주는 휘어진 모양이 아닌 평평한 모습을 띄고 있습니다!

 

한계점 2. 우주공간의 아주 먼 곳도 온도가 거의 같다.

 

 표준 빅뱅이론에 따르면 우주의 처음, 즉 무한한 과거가 아닌 유한한 과거를 가지고 있습니다.

다시 말하면, 초기 우주의 시작으로부터 빛이 이동할 수 있는 거리는 유한하다는 것입니다.

 

일정한 우주의 온도 분포

 

이는 우주에 존재하는 물질들의 상호작용은 초기우주부터 현재까지

빛이 이동할 수 있는 거리 안에서만 이루어 짐을 뜻하는 것이죠!

 

하지만 관측 결과, 이론상보다 더 큰 공간에서 물질의 분포(밀도) 및

우주배경복사의 온도 분포가 10000분의 1 정도로 거의 같은 값을 가지고 있습니다

(이론상의 빛이 이동한 거리 <<<< 실제 관측된 거리)

 

 

이러한 미스터리와 한계점들을 가지고 있는 이론이기에

이를 설명할 수 있는 여러 추가적인 빅뱅 이론이 등장하였는데요!

 

다음 포스팅에서는 대표적인 이론 중 하나인 인플레이션 이론에 대해 말씀드리겠습니다! 

 

이상 흥. 재. 과였습니다!