우주는 어떻게 생겨났습니까? 많은 과학자들이 이 문제를 연구했지만 아직 확실한 답은 없습니다.
그러나 우리는 우주가 팽창하고 있고 빅뱅이 있었다는 것을 압니다.
그렇다면 지금의 우주는 정확히 무엇이 만들어졌을까요? 이번에는 이러한 질문에 답하기 위해 빅뱅 이론을 공부하겠습니다.
빅뱅이란? 빅뱅 이론은 1929년 미국의 천문학자 에드윈 허블이 외부은하 분광 관측을 발견하면서 시작되었습니다.
당시에는 멀리 있는 은하일수록 적색편이가 크다는 사실이 알려지지 않았습니다.
그래서 멀리 있는 은하일수록 더 빨리 움직인다고 생각했습니다.
그러나 실제로는 모든 은하가 같은 속도로 멀어지고 있습니다.
이를 설명하기 위해 아인슈타인은 “우주 상수”라는 개념을 도입했습니다.
즉, 중력이 존재한다면 공간은 휘어져야 하는데 그렇지 않다.
결국 아인슈타인은 틀렸고 새로운 가설이 등장했다.
이것이 오늘날 정통 “빅뱅 이론”으로 간주되는 것입니다.
빅뱅 이전에는 무슨 일이 있었습니까? 빅뱅 이전에는 물질과 반물질이 서로 소멸하고 빛조차 빠져나갈 수 없는 초고온 상태인 ‘초밀도 에너지 영역’이 있었다고 한다.
빅뱅 이론의 요지는 이때 생성된 거대한 폭발 에너지가 오늘날 우주를 구성하는 입자를 만들었다는 것이다.
또한 이러한 입자 중 일부는 다른 입자와 결합하여 원자핵을 형성하고 별과 행성과 같은 다양한 천체를 발생시키는 것으로 생각됩니다.
빅뱅 이후 초기 우주는 어땠을까? 빅뱅 후 처음 몇 초 동안 우주는 매우 뜨거웠습니다.
온도는 섭씨 100억도에 도달했습니다.
그런 다음 약 10초에서 43초 사이에 갑자기 급격하게 냉각되어 쿼크라고 하는 기본 입자가 생성됩니다.
그런 다음 양성자와 중성자가 생성되고 전자와 양전자가 생성됩니다.
특히 4개의 수소 핵이 모여 하나의 헬륨 핵을 형성하는 핵융합 반응은 우리 태양계의 물질이 될 원소를 만들기 시작했습니다.
지구상의 생명체는 138억년 전에 일어난 빅뱅으로 가능해졌다.
미래의 인류는 풀어야 할 숙제가 무수히 많지만 먼 과거에 일어난 일이라 해도 아직 풀리지 않은 수수께끼가 많다.
우주 초기에는 수소와 헬륨과 같은 가벼운 원소가 만들어졌고, 이로부터 별과 은하가 탄생했습니다.
약 150억년이 지나면 모든 물질은 한 점으로 응축되어 블랙홀이 되고 결국 사라진다.
그것은 영원히 팽창했다가 다시 수축하여 “대위기”로 알려진 새로운 우주를 만듭니다.
빅 크런치 이후 새롭게 만들어지는 우주는 오늘날 우리가 알고 있는 우주와 다를 텐데요? 이번 주제는 137억년 전에 일어난 폭발인 ‘빅뱅’이다.
우주배경복사란? 우리 행성 너머에서 무슨 일이 일어나고 있습니까? 많은 과학자들이 여전히 외계 생명체나 지적 생명체의 존재를 연구하고 있습니다.
그러나 대부분의 사람들은 여전히 우주 너머의 세계에 대해 궁금해합니다.
그래서 최근 관측기술의 발달로 우주배경복사라는 미지의 영역을 발견하게 되었습니다.
우주 배경 복사는 말 그대로 우주 전체에 퍼지는 빛을 말합니다.
그렇다면 왜 우리는 우주 전체에 스며드는 빛에 대해 이야기하고 있습니까? 전파와 같이 특정 지역에만 나타나는 것이 아니라 멀리서도 나타날 수 있기 때문입니다.
즉, 이것은 빛이 모든 곳에서 동일한 온도를 갖는다는 것을 의미합니다.
우주 배경 복사가 균일한 이유는 무엇입니까? 과학자들은 처음에 그것이 우주에 떠다니는 입자에서 나오는 빛이라고 생각했습니다.
그런데 실제로 보면 어느 방향으로든 고르게 퍼진다.
이것은 중력에 관계없이 모든 사람이 같은 에너지를 가지고 있다는 것을 의미하므로 핵 주위를 도는 전자도 궤도를 돌고 있다고 결론을 내렸다.
이러한 결과는 아인슈타인의 특수 상대성 이론과도 일치하는 것으로 밝혀졌다.
이것은 우주의 초기 사건 중 하나로 간주되는 인플레이션 이론을 낳았고, 결국 미국 펜실베니아 대학의 에드윈 허블 교수는 1979년 “허블의 법칙”을 선언했습니다.
내 눈으로 우주 배경 복사를 어떻게 볼 수 있습니까?
지금까지는 지면에서 아주 멀리 떨어진 물체에서 희미하게만 관찰됐지만 앞으로는 가시광선 범위에서 점점 더 많이 관찰할 수 있을 것이다.
그렇다면 인류는 처음으로 우주의 창조에 관한 정보를 얻을 수 있을 것이다.