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우주 과학 이야기

빅뱅 이론 우주론 : 우주의 기원 이론

by 워니어 2020. 4. 24.
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우리 우주의 기원 이론이 가장 잘 뒷받침되는 것은 바로 우주가 폭발했다는 '빅뱅이론'입니다. 이 이론은 다른 은하들이 모두 고대 폭발력에 의해 추진된 것처럼 사방으로 엄청난 속도로 우리 은하로부터 멀어지고 있다는 관측에서 비롯되었습니다.

조르주 르마흐트르라는 벨기에의 신부는 1920년대에 처음으로 빅뱅 이론을 제안했는데, 이때 그는 우주가 하나의 원시 원자로부터 시작되었다고 말했습니다. 이 아이디어는 1960년대 아르노 펜지아스와 로버트 윌슨에 의해 빅뱅의 메아리로 해석된 우주 극초단파 방사선의 발견뿐만 아니라 모든 방향에서 은하계가 빠르게 멀어지고 있다는 에드윈 허블의 관측으로부터 큰 힘을 얻었습니다.


더 많은 작업이 빅뱅의 템포를 명확히 하는데 도움이 되었습니다,. 이론은 다음과 같은데요, 존재 첫 10^-43초 동안, 우주는 단일 원자의 10억분의 1도 안 되는 크기로 매우 작았습니다. 이처럼 이해할 수 없을 정도로 밀집되고 활력이 넘치는 상태에서 중력, 전자기력, 강약 핵력 등 4대 기본력이 하나의 힘으로 단조된 것으로 생각되지만, 우리의 현재 이론은 아직 단일의 통일된 힘이 어떻게 작용하는지를 파악하지 못하고 있습니다. 이걸 끄집어내려면 중력이 아원자 눈금에서 어떻게 작용하는지 알아야 하지만, 현재 우리는 그렇지 않죠..


또한 아주 가까운 사분면들이 우주의 첫 번째 입자들이 대략 같은 온도로 섞이고 섞이고 정착할 수 있게 해준다고 생각되고 있습니다.. 그런 다음 상상할 수 없을 정도로 작은 분율에서 모든 물질과 에너지는 바깥으로 다소 균일하게 확장되었고, 양자 스케일의 변동에 의해 제공되는 작은 변화도 있었습니다.. 인플레라고 불리는 그 급격한 팽창의 모델은 왜 우주가 그렇게 고른 온도와 물질의 분포를 가지고 있는지를 설명할 수 있을 것ㅇ비니다.


인플레이션 이후, 우주는 계속 팽창했지만 훨씬 더 느린 속도로 팽창했습니다. 정확히 어떤 동력이 있는 인플레이션인지는 아직 확실하지 않습니다.


우주 인플레이션의 여파
시간이 흘러 물질이 냉각되면서 더 다양한 종류의 입자들이 형성되기 시작했고, 그것들은 결국 우리 현 우주의 별과 은하계로 응축되었습니다.

우주가 10억분의 1초쯤 되었을 때, 우주는 네 가지 근본적인 힘이 서로 분리될 수 있을 만큼 충분히 차가워져 있었습니다. 우주의 근본적인 입자도 형성되었습니다. 그래도 여전히 너무 더워서 이 입자들은 양성자와 같은 오늘날 우리가 가지고 있는 많은 아원자 입자로 아직 조립되지 않았습니다. 우주가 계속 팽창하면서, 쿼크 글루온 플라즈마라고 불리는 이 뜨거운 원시 수프는 계속 식어갔습니다. CERN의 Large Hadron Collider와 같은 일부 입자 충돌기는 쿼크 글루온 플라즈마를 다시 만들 정도로 강력합니다.

초기 우주에서의 방사선은 너무 강렬해서 충돌하는 광자는 물질과 반물질로 만들어진 입자 쌍을 형성할 수 있었는데, 이는 반대 전하를 제외한 모든 면에서 정규 물질과 같습니다.. 초기 우주에는 동일한 양의 물질과 반물질들이 포함되어 있었다고 생각됩니다. 그러나 우주가 냉각되면서, 광자는 물질-안티머 쌍을 만들 수 있는 충분한 펀치를 더 이상 포장하지 않았습니다. 그래서 극한의 의자 게임처럼 물질과 반물질의 많은 입자들이 서로 짝을 지어 전멸했습니다.

어떻게든, 어떤 과잉 물질은 살아남았습니다. 그리고 그것은 이제 사람, 행성, 그리고 은하가 만들어지는 물질입니다. 우리의 존재는 자연의 법칙이 물질과 반물질을 약간 다르게 취급한다는 분명한 신호입니다. 연구자들은 CP 위반이라고 불리는 이 규칙의 불균형을 실험적으로 관찰했습니다. 물리학자들은 여전히 초기 우주에서 어떻게 물질이 얻어냈는지 정확히 알아내려고 애쓰고 있습니다.

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