빅뱅이론 1편
안녕하세요. 오늘은 빅뱅이론에 대해서 알아보도록 할텐데요. 내용이 너무 길어질것 같아 내용을 1편과 2편으로 나누어서 소개해 드리려고 합니다. 이번시간은 빅뱅이론 1편으로 우주의 역사를 되돌아보며 빅뱅이론이 발견된 시점의 이야기와 그 후의 이야기들을 간단하게 소개해보도록 하겠습니다.
1.빅뱅이론의 시작
우리가 우주의 역사를 되돌아보면 천문학자가 역사적으로 추적했던것과 같은 길을 걷게 될 것이다. 우리는 지금 시대에 좀더 가까운 우주 연구부터 시작해서 가장 먼 천체들을 조사하고, 그 과정에서 과거로 한번 돌아가보도록 하자. 우주는 시간이 지남에 따라서 우주가 변화한다는 인식을 가지게 해주었다. 1920년대와 30년대에 과학자들은 우주가 팽창한다는 사실을 보고 충격을 받은것은 놀라운 일이었다. 사실 우리의 중력 이론은 우주가 팽창하거나 팽창할 것을 요구한다. 이제 작은 우주를 예로 들어보겠다. 100개의 은하의 거대한 공이 있다고 가정해보자. 이 모든 각각의 은하들은 중력에 의해 서로를 끌어당깁니다. 무한 우주에서 무슨일이 일어날지에 대해서는 문제를 해결하기 어렵겠지만, 아인슈타인은 무한 우주에서도 멈출 수 없다는 것을 설명하기 위해서 일반 상대성이론 (다르다는것)을 사용했습니다. 천문학자들은 아직 우주 자체가 팽창하고 있다는것을 알고 있지 못했습니다. 최대규모의 중력균형과 함께 은하계가 일정한 거리를 유지 할 수 있다는 가상의 반작용을 나타냅니다. 이런식으로 우주는 서로의 간격을 유지하면서 가만히 있을 수 있습니다.
2.감속의 역할
허블의 시간은 우주의 팽창이 시작된 이후로 이 팽창 속도가 일정할 때에만 우주에 적합한 시간으로 봤습니다. 학기 말에 이 파티의 예를 계속 따라간다면, 사실 그렇지 않았겠지만 여러분이 파티에서 집으로 어느정도 빨리 이사했다고 가정할 때 더 정확한 모습을 보여줍니다. 아마 처음에는 내가 떠나야 해서 화가 났을 테지만 침착하게 고속도로 순찰차에 대해 생각했습니다. 이경우 처음에는 더 빨리 운전하고 있었기 때문에 나중에 속도를 줄였음에도 총 걸리는 시간을 줄일 수 있었습니다. 마찬가지로 허블의 시간을 계산할 때 시간은 항상 일정하다고 가정을 합니다. 천문학자들은 이것을 고려하기 전에 팽창률이 떨어질것이라고 예측 했습니다. 물질은 중력을 발생시키고 각각의 물체는 다른 모든 물체를 끌어낼 것으로 생각했었고, 팽창은 시간이 지남에 따라 더 느려질것입니다. 이는 중력만이 작용했다면 확대 속도는 과거보다 더 빠를것이라는 것을 의미합니다. 이경우에 우리는 우주가 처음부터 느려지고 있다고 말 할 수 있습니다.
그것이 얼마나 느려지는 가는 팽창 속도가 느려질 때 중력의 중요성에 따라 달라집니다. 만약 우주가 거의 비어있다면, 중력의 역할은 줄어들것입니다. 그러면 감속은 0에 가까워 질것이고 우주는 어느정도 속도로 팽창할것입니다. 그러나 물질 밀도가 매우 높은 우주에서 중력은 팽창 속도가 이전보다 느리다는것을 의미합니다. 현재의 팽창률을 이용하여 은하계가 현재의 분리에 도달하는데 걸리는 시간을 추정함으로써 우주의 나이를 과대평가 할 수도있습니다.
3.일반적인 행태
천문학자들은 수십년동안 팽창이 점점 느려지고 있다는 증거를 발견했지만 확신하지 못했습니다. 왜냐하면 그들은 더 먼 은하의 적외선 측면을 측정하기 위한 더큰 망원경과 10억년 이상의 엄청난 양의 천문에너지를 생산할 표준화가 필요했기 때문입니다. 은하계가 표준에 대해 이야기 했다는것을 기억해두세요. 망원경의 유효 밝기와 표준전구의 밝기를 비교하면 거리를 계산할 수 있습니다. 지구처럼 은하의 본질적인 부분은 우주의 속도를 가리킵니다. 거리와 움직임을 별도로 측정할수 있습니다.
이 두가지 요건은 90년대에 거의 충족되지 않았습니다. 천문학자는 초신성 타입에서 광선의 형태에 따라 표준 전구인 몇가지 변화가 이루어졌다고 지적했습니다. 이 초신성은 반사작용에 충분한 물질을 흡수하고 찬드라세칼의 한계를 넘어서면 붕괴되고 폭발합니다. 밝기가 절정에 달하게 되면 이 극적인 초신성은 은하계 은하계를 일시적으로 통과하기 때문에 멀리서도 볼 수 있습니다.
