우주의 시작, 빅뱅 이론 (The Big Bang Theory)

 

 

빅뱅 이론은 우주의 시작을 설명하는 이론입니다. 약138억년 전에 발생한 대폭발을 시작으로 우주가 팽창했다는 이론입니다. 우주 배경 복사가 대표적으로 빅뱅 이론을 뒷받침하는 증거이기도 합니다. 빅뱅 이론을 간단하게 설명하자면, 우리가 알고 있는 우주가 작은 점으로 시작하고, 그 다음 138억년 동안 우리가 현재 알고 있는 우주로 팽창했다는 이론입니다. 아직 빅뱅의 원인, 빅뱅 시작 후 초기를 설명하는 이론들이 아직 명확하게 완성되지 않았기 때문에 빅뱅 이론 자체를 완벽하게 증명하지 못합니다. 대다수의 천문학자가 빅뱅 이론에 대해서 받아들이는 부분이 있지만 다른 설명을 하는 천문학자들도 존재합니다.

 

1. 우주의 시작

 

NASA에 따르면, 우주가 시작된 후 1초 만에 주변 온도는 섭씨 기준 55억도 (화씨 기준 약 100억도) 였습니다. 그리고 우주는 중성자, 전자 및 양성자와 같은 근본적인 입자의 배열을 가지고 있었습니다. 이 초기에 상태에서는 빛이 우주로 들어갈 수 없기 때문에 빛을 볼 수 없었을 것입니다. 그러나 그 이후 자유전자는 빛이 구름 속의 물방울에서 태양 광선이 산란하는 방식처럼 빛을 산란하게 만들었습니다. 그리고 시간이 지남에 따라 자유 전자는 핵과 만나고 중성 원자를 만들었습니다. 이로 인해 빅뱅 이후 약 38만년 동안 빛이 비춰졌습니다. 이 빅뱅의 초기 빛은 우주 배경복사로 더 잘알려져 있으며, 1948년 랄프 아퍼와 다른 과학자들에 의해 처음으로 예측되었습니다. 최초의 발견은 예측된 시기에 20년이 지난 후였습니다. 벨 연구소에서 1965년에 우연히 발견했고 프린스턴 대학 연구팀에 그 사실을 전달하여 논문을 발표했습니다.

 

2. 우주의 나이

우연히 발견한 우주배경복사는 그 이후에 많은 과정에서 관찰되었고 관찰을 시도했습니다. 1990년대에 NASA는 우주배경복사를 탐색하는 위성을 만들기도 했습니다. 2013년에는 처음 발표된 플랑크의 관측으로 지구의 나이가 기존 예측보다 더 오래되었다는 사실이 밝혀졌습니다. 그래서 지구의 나이가 137억년이 아니라 138억이었습니다. 우주배경복사를 분석하면 천문학자들에게 나이 뿐만 아니라 구성에 대한 단서도 제공하기도 했습니다.

 

3. 우주의 팽창

천문학자들은 우주의 시작을 추측할수 있었지만, 빠르게 팽창하는 것에 대한 증거를 찾을 필요가 있었습니다. 빅뱅 이론에서는 우주가 태어난지 1초만에 빛의 속도보다 빠르게 우주가 팽창했다고 말합니다. 또한, 우주는 팽창하면서 그 팽창의 속도가 점점 빨라지고 있습니다. 이는 시간이 지남에 따라 점점 다른 행성 탐사에 대한 가능성이 줄어든다는 말이 되기도 합니다. 우리로부터 멀리 떨어진 은하가 우리로부터 빛보다 빠른 속도로 멀어지기 때문에 탐사나 통신이 어려워집니다.