빅뱅이론의 시작!

어떻게 시작되었는가?

빅뱅이론은 우주가 어떻게 시작되었는지에 대한 선도적인 설명입니다. 가장 간단한 것은 우주가 작은 특이점으로 시작해서 138억년 동안 부풀려져서 오늘날 우리가 알고 있는 우주에 도달했다는 것입니다. 현재의 기구들은 천문학자들이 우주의 탄생에 대해 다시 되돌아오는 것을 허용하지 않기 때문에, 빅뱅 이론에 대해 우리가 이해하는 많은 것들은 수학적 공식과 모델에서 나옵니다. 하지만 천문학자들은 우주 마이크로파 배경이라고 알려진 현상을 통해 팽창의 "에코"를 볼 수 있습니다. 천문학계의 대다수가 이 이론을 받아들이는 반면, 빅뱅 외에 영원한 인플레이션이나 진동하는 우주와 같은 대안적인 설명을 하는 이론가들이 있습니다. 빅뱅이론이라는 문구는 수십년간 천체물리학자들 사이에서 인기를 끌었지만, 2007년 미국의 한 방송사에서 동명의 코미디 쇼가 초연되면서 대세를 강타했습니다. 이 쇼는 몇몇 연구자들의 가정과 학구적인 삶을 따라갑니다. 미국항공우주국에 따르면 우주가 시작된 후 첫 번째 초에는 주변 온도가 화씨 100억도였다고 합니다. 그 코스모스에는 중성자, 전자, 양성자와 같은 다양한 기본 입자들이 포함되어 있었습니다. 이것들은 우주가 차가워짐에 따라 부패하거나 결합되었습니다. 이 초기 수프는 빛이 그 안에 들어갈 수 없기 때문에 보기 불가능했을 것입니다. "자유 전자는 빛이 구름 속의 물방울에서 햇빛이 흩어지는 방식을 흩어지게 만들었을 것입니다."라고 미국항공우주국은 말했습니다. 하지만 시간이 흐르면서, 자유 전자는 핵들과 만나 중립적인 원자를 만들어졌습니다. 이로 인해 빅뱅 이후 약 38만 년 동안 빛이 비칠 수 있었습니다. 빅뱅의 잔광이라고도 불리는 이 초기 빛은 우주 마이크로파 배경으로 더 적절하게 알려져 있습니다. 1948년 랄프 알퍼와 다른 과학자들에 의해 처음 예측되었지만, 거의 20년 후에야 우연히 발견되었습니다. 미국항공우주국에 따르면, 뉴저지 주 머레이 힐에 있는 벨 전화 연구소인 아르노 펜지아스와 로버트 윌슨은 1965년에 무선 수신기를 제작하고 예상보다 높은 기온을 기록했다고 합니다. 처음에는 비둘기와 그들의 배설물 때문이라고 생각했지만, 어지러운 것을 치우고 안테나 안에 보금자리를 마련하려는 비둘기를 죽인 후에도, 그 변칙은 계속되었습니다. 동시에, 프린스턴 대학교의 한 팀은 우주배경복사 시스템의 증거를 찾으려고 노력했고, 펜지아스와 윌슨이 우연히 발견했다는 것을 깨달았습니다. 그 팀들은 1965년에 각각 천체물리학 저널에 논문을 발표했습니다. 우주 극초단파 배경은 많은 미션에서 관찰되었습니다. 우주에서 멀리 떨어져 있는 가장 유명한 미션 중 하나는 1990년대에 하늘을 지도화한 미국항공우주국의 우주 배경 탐험가 위성이었습니다. 밀리메트릭계 외방사선과 지구물리학의 밀리미터 외부 라디오 및 지구물리학의 풍선 관측치를 실험하였고, 미국항공우주국의 윌킨슨 마이크로피아니소트로피 증명서 및 유럽우주국의 플랑크 위성 등 여러 다른 임무가 뒤를 이었습니다. 2013년에 처음 공개된 플랑크의 관측은 그 배경을 전례 없이 상세하게 지도화했고 우주가 이전에 생각했던 것보다 더 오래되었다는 것을 밝혀냈고, 137억이 아니라 138억 2천만년이 되었습니다. 천문대는 우주가 얼마나 오래되었는지에 대하여 연구를 진행 중이며 우주배경복사 시스템의 새로운 지도가 주기적으로 공개됩니다. 그러나 이 지도는 왜 남반구가 북반구보다 약간 더 붉게 보이는지 같은 새로운 미스터리를 낳습니다. 빅뱅이론은 우주배경복사 시스템이 어디를 보더라도 거의 똑같을 것이라고 말합니다. 우주배경복사 시스템을 검사하는 것은 또한 천문학자들에게 우주의 구성에 대한 단서를 줍니다. 연구원들은 대부분의 우주가 기존의 기구로 분해될 수 없는 물질과 에너지로 이루어져 암흑 물질과 암흑 에너지라는 이름으로 이어진다고 생각합니다. 우주의 5%만이 행성, 별, 은하와 같은 물질로 이루어져 있습니다. 천문학자들이 우주의 시작을 알 수 있는 동안, 그들은 또한 우주의 급속한 팽창에 대한 증거를 찾고 있었습니다. 이론에 따르면 우주가 탄생한 후 첫 번째 초에는 우리 우주가 빛의 속도보다 더 빨리 풍선처럼 부풀어 올랐다고 합니다. 그건 그렇고, 알버트 아인슈타인은 빛이 우주 내에서 이동할 수 있는 최대치라고 말했기 때문에, 그것은 속도 제한을 위반하지 않습니다. 그것은 우주 자체의 인플레이션에는 적용되지 않았습니다. 2014년, 천문학자들은 우주가 커지고 중력파를 만들면서 발생하는 일종의 양극화된 증거를 우주배경복사 시스템에서 발견했다고 말했습니다. 그 팀은 '우주적 외적 양극화의 백그라운드 이미지'라고 불리는 남극 망원경을 사용하여 이것의 증거를 발견했습니다. 하버드의 스미스소니언 천체물리학 센터의 수석 연구원인 존 코박은 2014년 3월 한 사이트에서 "우리가 보고 있는 신호가 진짜이고, 하늘에 있다고 확신한다."고 말했습니다. 하지만 6월에, 같은 팀은 은하계의 먼지가 그들의 시야를 방해함으로써 그들의 발견이 바뀔 수 있다고 말했습니다. "기본적인 테이크아웃은 변하지 않았습니다. 우리는 우리의 결과에 대해 높은 신뢰를 가지고 있습니다." 라고 코박은 뉴욕 타임즈가 보도한 기자회견에서 말했습니다. "플랑크의 새로운 정보는 먼지 예측이 너무 낮았던 것처럼 보이게 합니다."라고 그가 덧붙여 말했습니다. 플랑크의 결과는 9월에 사전 발행된 형태로 온라인에 게시되었습니다. 뉴욕타임스는 또 다른 기사에서 "2015년 1월까지 양팀 연구진이 함께 작업한 결과, 바이셉 신호가 전부는 아니더라도 대부분 스타더스트였다."고 확인했다고 전했습니다. 이와는 별개로 우리 태양보다 수십 개 더 큰 질량의 블랙홀의 움직임과 충돌을 이야기할 때 중력파가 확인되었습니다. 이러한 파동은 2016년 이후 레이저 간섭계 중력파 관측소에 의해 여러번 감지되었습니다. 레이저 간섭계 중력파 관측소가 더욱 민감해지면서 블랙홀과 관련된 중력파를 발견하는 일이 상당히 빈번한 사건이 될 것으로 예상됩니다. 우주는 팽창할 뿐만 아니라 팽창하면서 점점 빨라지고 있습니다. 이것은 시간이 흐르면 아무도 지구에서 온 다른 은하계나 우리 은하 내 다른 어떤 유리한 지점을 발견할 수 없다는 것을 의미합니다. "우리는 멀리 떨어져 있는 은하들이 우리로부터 멀어지는 것을 보게 될 것입니다. 하지만 그들의 속도는 시간이 지남에 따라 증가하고 있습니다." 하버드 대학의 천문학자인 아비로브가 2014년 3월 사이트의 기사에서 말했습니다. "그러니까, 충분히 기다린다면 결국 먼 은하계가 빛의 속도에 도달할 것입니다. 그것이 의미하는 바는 빛조차도 그 은하와 우리 사이에 열려 있는 틈새를 메울 수 없다는 것입니다. 은하계의 외계인들이 우리와 소통하고, 은하계가 우리에 비해 빛보다 빠르게 움직이고 나면 우리에게 도달할 어떤 신호도 보낼 방법이 없습니다." 일부 물리학자들은 또한 우리가 경험하는 우주는 단지 많은 것들 중 하나일 뿐이라고 제안합니다. '다중 우주' 모델에서, 서로 다른 우주들이 나란히 누워있는 거품처럼 서로 공존할 것입니다. 그 이론은 인플레이션의 첫 번째 큰 압박에서, 공간 시간의 다른 부분이 다른 비율로 증가했다는 것을 암시합니다. 이것은 다른 물리 법칙을 가진 다른 부분들, 즉 다른 우주들을 조각할 수 있습니다. 매사추세츠 공과대학의 이론물리학자 앨런 거스는 중력파 발견과 관련해 2014년 3월 기자회견에서 다중 우주로 이어지지 않는 인플레이션 모델을 만드는 것은 어렵다며 그것은 중력파 발견과 관련이 없다고 말했습니다. "불가능하지는 않기 때문에 아직 확실히 연구가 진행되어야 할 부분이 있다고 생각합니다. 그러나 대부분의 인플레이션 모델은 다중 우주를 초래합니다. 그리고 인플레이션에 대한 증거는 다중 우주를 진지하게 생각하는 방향으로 우리를 밀어낼 것입니다." 우리가 보는 우주가 어떻게 생겨났는지 이해할 수 있지만, 빅뱅이 우주가 경험한 첫 번째 인플레이션 시기는 아닐 가능성이 있습니다. 어떤 과학자들은 우리가 인플레이션과 디플레이션의 주기들을 정기적으로 거치는 우주에서 살고 있다고 믿습니다. 그리고 우리는 단지 이 단계들 중 하나에 살고 있습니다.