우주기원설
7-2-4 |
우주의 기원과 진화 |
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대폭발설 / 정상우주론(연속창조설) / 닫힌 우주 / 열린우주 / 평탄한 우주 |
우주기원설 |
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우주는 대폭발하여 생겼습니다. |
우주탄생에 과한 설로는 다음과 같은 것들이 있어요.
1) 대폭발설(빅뱅설)
태초에 크기가 제로인 초고온, 초고밀도의 물질이 홀연히 폭발하여 맹렬히 팽창한지
150억년이 지나 지금의 우주가 되었다는 설입니다. 그 증거로 다음과 같은 2가지가
제시되었는데 모두 다 관측되어 옳은 이론이라고 여겨집니다.
[두가지 증거 ] 수소와 헬륨의 비가 3 : 1
2.7 K 우주 배경 복사파
2.7 K는 절대온도입니다. 절대온도는(K)는 273을 빼주면 섭씨가 됩니다.
따라서, 2.7K는 섭씨로 고치면 영하 270.3도입니다. 283 K는 273을 빼면
10 이므로 섭씨 10도입니다.
1965년 펜지아스(미국 천문학자)와 윌슨(미국 천문학자)이 7.35cm 전파가
우주 어디서나 골고루 지구를 향해 들어오고 있다는 것을 발견한 이래 여러
종류의 전파가 계속 발견되어 분포곡선을 그려보니 2.7K 물체에서 나오는
복사파와 같은 것임이 발견되었습니다.
이 분포곡선의 전파들을 우주배경복사라고 합니다.
태초에 우주가 대폭발하여 팽창이 거듭되면 온도가 떨어집니다.
단열팽창하면 온도가 하강한다는 것을 기상에서 배웠죠. 똑같은 원리로
우주의 온도가 떨어져 3000 K가 되었을 때 방출되었던 복사에너지가
세월이 지나 식어 영하 270.3도 (절대온도 2.7)에서 나오는 전파로
관측된 것입니다. 우주의 메아리가 잡힌 것이죠. 내가 크게 지른 소리가
시간이 지나 저쪽 산에서 들으면 메아리만 약하게 들리잖아요.
마찬가지로 태고에 번쩍였던 강한 에너지가 늘어지고 식어 긴 파장의
전파로 되어 우주 베경복사가 된 거입니다.
이 우주 배경복사는 오직 빅뱅이론만이 잘 설명하고 있어요.
따라서, 정상우주론은 그대로 죽고 말았습니다.
우주의 모습는 예나 지금이나 변화없이 항상 같으며 외부은하의 갯수밀도도
일정하다는 이론입니다. 우주는 팽창하는데 밀도가 같으려면 계속하여 은하가
만들어져야만 합니다. 계속 만들어진다고 하여 연속창조설이라고도 합니다.
빅뱅우주론의 2.7 K 배경복사가 발견된 후로 거의 죽어 버린 이론입니다.
우주의 미래 |
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우주는 밀도에 따라 세가지 우주의 형태로 예상됩니다. |
미래에 우주는 계속 팽창할 것인가 아니면 팽창을 멈추고 수축을 시작할 것인가 하는
문제가 천문학자들의 최대 관심거립니다. 우주의 미래 모습을 결정하는 것은 바로
밀도입니다. 밀도에 따라 우주는 다음과 같은 세가지 중 하나로 갈 것입니다.
1) 닫힌 우주 ; 팽창을 멈춘 후 수축하여 한 점으로 뭉친다.
임계밀도보다 우주의 밀도가 클 경우
우주의 밀도가 크므로 만유인력으로 잡아당기니
다시 수축이 되는 것입니다.
2) 평탄한 우주 ; 팽창을 멈춘 후 그 상태로 그대로 있다.
임계밀도와 우주 밀도가 같을 경우
3) 열린 우주 ; 일정한 비율로 영원히 끝없이 팽창한다.
임계밀도보다 무주 밀도가 작을 경우
우주의 밀도가 작으므로 중력이 너무 작아 우주가 수축되도록
당기지 못하여 우주는 계속 팽창하는 것이죠.
위 세가지중 하나는 오직 임계밀도에 따라 결정되는데 현재까지 관측된 밀도는
임계밀도보다 작을므로 열린 우주 모형이 현재까지는 맞습니다.
그러나, 아직 발견되지 않은 물질들(암흑물질)이 많아서 어떻게 될 지는 아무도 모릅니다.