IMG_2084.JPG

다들 이 씹새끼와 문슬람때문에 빡칠 일이 많다고 생각한다.

하지만 치맥노인도 아프리카 흑린이도 트럼프도 모두 평등하게 먼지만도 못한 존재로 만들어버리는 우주에 대해서 알아보도록 하자.


우주의 아다는 어떻게 따였을까?

학계에서 정설로 여겨지는 빅 뱅 이론에 따르면,

IMG_2085.JPG


길이도 넓이도 부피도 없는 한 점에 모든 에너지들이 옹기종기 모여있었다고 해.

이 좁아터진 곳에 모여있으니 얼마나 빡쳤겠노?

IMG_2086.JPG


그래서 지금으로부터 약 138억년 전에 펑 터짐..

이게 모든 것의 시작이야.

IMG_2087.JPG


우주가 터지고 난 직후 수소 원자핵들이 마구 생겨나다가 터지고 3분 후에 헬륨 원자핵이 융합되었어.

하지만 초창기 우주의 온도가 워낙 높다보니 전자와 원자핵은 결합할 수 없었지.

IMG_2088.JPG


시간이 지날수록 우주는 점점 팽창하면서 온도와 밀도는 낮아졌어.

대폭발이 일어나고 38만 년 후 우주는 맑게 개이면서 온도는 3000K 정도로 떨어졌지.

IMG_2089.JPG


하지만 대폭발 이론은 몇 가지 설명할 수 없는 부분들이 있었어.

이를 보완하는 것이 인플레이션(급팽창)이론인데, 우주가 생겨난 후 아주 짧은 시간동안 우주의 팽창이 급격하게 일어났다는 이론이야.

IMG_2090.JPG


빅 뱅 이론이 설명하지 못하는 문제점 3가지를 꼽자면,

첫 번째로 편평성 문제야.

우주는 휘어진 곡면 없이 거의 완벽한 수준의 편평함을 보여주고있는데, 빅뱅이론은 이것을 설명하지 못해.

후에 나온 급팽창 이론에 따르면, 우주가 어느시점 급팽창을 했다면 우주가 전체적으로 곡률을 가지고 있더라도 좆만한 인류가 관찰하기엔 편평해 보인다는거야.


쉬운 예시로 지구는 실제로 둥글지만 우리가 눈으로 보는 지구는 편평하다는 것과 같은 이치지.

IMG_2091.JPG


두 번째 문제점은 지평선 문제야.

빅뱅이론에 따르면 우주의 멀리 떨어진 지역, 지평선 너머의 지역들은 서로 정보를 주고받을 기회가 없었어.

빛이 이동할 수 있는 시간보다 우주의 나이가 더 적기 때문인데, 급팽창 이론에 따르면 급팽창 이전엔 정보를 교환할 수 있을 정도의 크기였다가 급팽창하면서 이제는 정보를 교환할 수 없는 크기가 되었다고 해.

IMG_2092.PNG


세번째는 자기단극 문제인데, 자기단극에 대해서 설명하자면

자석을 부러뜨리면 보통 S극 부분과 N극 부분이 나뉘는 것이 아닌 N극과 S극을 가진 자석 두 개로 나뉘어지게 돼.

IMG_2093.PNG


하지만 자기단극은 전기의 (+)와 (-)와 마찬가지로 N극 또는 S극만 있는 것이야.

빅 뱅 이론에 따른 우주에서는 초기에 자기 단극이 무수히 많이 생성되었을 것이라 예측했는데, 지금까지 자기 단극은 발견된 적이 없어.

급팽창 이론에서는 우주가 급팽창하면서 밀도가 급격하게 감소하면서 자기 단극이 발견하기 어려운 정도로 떨어졌다고 설명하고 있어.


그럼 나이를 137억 9900만 개나 처먹은 지금의 틀딱 우주는 어떤 상태일까?

IMG_2094.JPG


IMG_2095.JPG

이 것은 허블우주망원경으로 찾아낸 부메랑 성운이라는 건데, 현재까지 발견된 것들 중에 가장 온도가 낮은 거야.

이 것의 온도는 1K 정도로 섭씨로 환산하면 -272도 정도 돼.

IMG_2096.JPG


또한 약 100억년 전, 우주의 온도가 3000K일 때 생성된 우주배경복사 에너지의 파장이 지금 우주에서 관찰할 수 있는 우주배경복사 에너지의 파장보다 짧은 것을 알 수 있어. 우주가 계속 팽창하면서 파장의 길이가 길어지고 지금 우주의 온도가 2.7K 정도라는 것을 알 수 있지.

IMG_2097.JPG


우주는 70% 가량의 '암흑에너지'라는 미지의 에너지와 20%정도의 암흑물질, 그리고 5% 미만의 보통물질(별, 성운 등등)으로 구성되어있어.

이 것의 합이 100%가 안 될 때가 있는데, 암흑에너지와 암흑물질의 정확한 양을 측정할 수 없기 때문이야.

암흑 에너지는 아직 중력에 상응하는 척력일 것이라고 하지만 자세한 것은 천문학자, 물리학자들도 모르는 실정이야.

아인슈타인이 일생의 뻘짓이라 인정하고 철회한 우주 상수라고 생각하는 사람들도 있지만, 암흑 에너지가 우주 상수가 된다면 새로운 물리적 에러가 생기기 때문에 글쎄라고 생각하는 물리학자들도 있어.


암흑 에너지가 70% 가량을 차지한다는 것은 우주배경복사를 통해 계산한 우주의 밀도는 1인데, 보통물질과 암흑물질의 밀도를 계산하면 0.3밖에 나오질 않거든.

그래서 알 수 없는 무언가가 우주의 70%를 차지한다는 것을 결론지을 수 있어.

IMG_2098.JPG


아무튼 많은 과학자들은 우주 내부 물질의 중력에 의해 팽창속도가 감소할 것이라고 예상했는데, 멋지게 그 예상은 빗나갔지.

우주는 현재도 가속 팽창 중인데, 그 원인은 아마 암흑 에너지 때문일 것이라고 추정하고 있어.

IMG_2099.JPG


우주가 가속 팽창 중이라는 것은 Ia형 초신성을 통해 알아낼 수 있었어.

Ia형 초신성이란 쌍성계에서 백색 왜성이라는 쪼꼬만 놈이 가까이에 있는 적색 거성의 물질을 쪽쪽 빨아먹으면 질량이 커지게 되는데, 그 질량이 태양의 1.44배에 이르게 되면, 별 전체가 폭발하게 되는 현상이야.

비슷한 질량에서 터지기 때문에 밝기도 일정하고 그 밝기도 은하 전체 규모에 해당하기 때문에 관찰하기도 쉽지.

이러한 Ia형 초신성을 40개 정도 분석한 결과 우주가 가속 팽창하고 있다는 사실을 알게됐어.

IMG_2100.JPG


앞으로의 우주의 미래는?

IMG_2101.JPG


우주의 미래는 일게이들 미래처럼 어두운 열린 우주와, 그냥 그런 평탄 우주, 가능성이 거의 없는 닫힌 우주가 있어.

IMG_2102.JPG


먼저 닫힌 우주부터 설명하자면, 팽창한 만큼 수축한다는 우주야.

수축하다가 결국 다시 한 점으로 되돌아가면서 치맥노인과 아프리카 흑린이와 트럼프가 모두 하나로 된다는 빅 크런치 우주 종말론으로 이어지게 되지.

하지만 과학자들은 이럴 가능성이 거의 없다고 봐.

IMG_2103.JPG


두번째는 평탄 우주야.

수축도 팽창도 하지않는 우주지.

별 거 없어 시시한 모델이야.

IMG_2104.JPG


가장 가능성이 높은 모델이 열린 우주야.

계속 팽창을 한다는 것인데, 빅 립이나 빅 프리즈 우주종말론에 이어질 것이야.


빅 립 이론은 우주의 암흑 에너지량이 과도하게 많아져 공간 자체가 찢겨져버릴 것이라는 이론이고,

빅 프리즈 이론은 우주가 팽창하면서 온도가 결국 0K에 근접하게 될 거라는 것에 이름이 붙여졌어.

우주가 팽창하며 모든 입자들이 붕괴하고 결국 기본 입자만 남게 될 거라는 종말론이야.


학자들은 멀리 떨어진 Ia 초신성을 관찰하고 팽창이 멈추기는 커녕 계속해서 가속되고 있다는 사실을 알아내어 빅 립이나 빅 프리즈 이론대로 우주의 미래가 결정될 것이라고 말하고 있어.


지금까지 우주의 시작과 현재, 그리고 미래를 알아보았어.

다음에는 별의 탄생과 죽음, 블랙홀 중성자별 등등 써볼게.