빅뱅이론(Big Bang Theory)

빅뱅이론

◆ 빅뱅 이론

빅뱅 이론은 우주가 시간이 지남에 따라 어떻게 시작되고 발전했는지를 설명하는 이론입니다. 그 이론은 우주가 약 138억 년 전에 모든 물질, 에너지, 공간, 그리고 시간이 아주 작고 믿을 수 없을 정도로 극도로 뜨겁고 밀도가 높은 상태에서 압축된 점에서 비롯되었다고 설명합니다.

이 특이점은 하나의 원자보다 작았지만 우주의 모든 구성 요소를 포함하고 있었습니다. 그 후 이 특이점이 빠르게 확장되었는데 일반적인 의미에서 폭발은 아니었지만 종종 폭발로 묘사됩니다. 이는 우주 자체의 팽창이었고, 은하, 별, 그리고 오늘날 우리가 보는 모든 것들은 결국 이 과정에서 형성됩니다. 우주는 팽창하면서 식었는데 이 냉각은 양성자와 중성자와 같은 입자들이 처음 몇 분 안에 형성되도록 했고 나중에 우주가 계속해서 팽창하고 더 차가워지면서, 수소와 헬륨과 같은 원자들이 형성되었습니다.

 

◆ 증거

빅뱅 이론은 여러 증거에 의해 뒷받침됩니다. 한 가지 증거는 우주를 가득 채우는 희미한 빛의 방사선인 우주 마이크로파 배경(CMB) 복사입니다. 과학자들은 1960년대에 이 방사선을 발견했고, 그것은 여전히 극도로 뜨거웠던 우주의 초기 단계부터의 방사선으로 여겨집니다.

또 다른 증거는 은하들이 서로에게서 멀어지는 것을 관찰한 것에서 나옵니다. 과학자들은 은하가 더 멀리 떨어져 있을수록, 더 빨리 멀어지는 것처럼 보인다는 것을 발견했습니다. 이 관측은 우주가 팽창하고 있으며, 우주 자체가 팽창함에 따라 은하들이 멀어져 나가고 있음을 보여줍니다.

 

◆ 우주의 역사

• 특이점 : 이 원시 특이점은 때때로 대폭발이라고 불리지만, 이 용어는 또한 우주의 더 일반적인 초기 뜨겁고 조밀한 단계를 나타낼 수도 있습니다. 두 경우 모두, 하나의 사건으로서의 대폭발은 우리 우주의 탄생으로 불리기도 합니다.
• 급팽창 : 대폭발 초기 단계의 가장 일반적인 모형에서 우주는 매우 높은 에너지 밀도와 거대한 온도와 압력으로 균질하고 등방성으로 채워졌으며 매우 빠르게 팽창하고 냉각되었습니다. 팽창 후 약 10-37초에 상전이가 우주 급팽창을 일으켰고, 온도는 10만 배나 낮아졌고 우주의 부피는 적어도 1078배 증가했습니다.
• 냉각 : 우주는 계속해서 밀도가 감소하고 온도가 떨어졌고, 각 입자의 전형 에너지가 감소하고 있었습니다. 팽창 몇 분 후, 우주의 물질 밀도가 현재 지구의 대기 밀도와 비슷할 때 중성자는 양성자와 결합하여 우주의 중수소와 헬륨 핵을 형성하는 대폭발 핵합성이라는 과정을 거쳤으며 대부분의 양성자는 결합되지 않은 상태로 수소 핵으로 남아 있었습니다. 우주가 냉각됨에 따라 물질의 정지 에너지 밀도는 광자 복사의 에너지 밀도를 중력 적으로 지배하게 되었습니다. 약 379,000년 후, 전자와 핵은 원자(대부분 수소)로 결합되어 복사를 방출할 수 있었고 우주를 통해 계속된 이 유물 복사는 우주 마이크로파 배경(CMB)으로 알려져 있습니다.
• 구조 형성 : 오랜 시간 동안, 균일하게 분포된 물질의 약간 더 밀도가 높은 영역은 중력에 의해 주변 물질을 끌어당겨 더 밀도가 높아져 오늘날 관찰할 수 있는 가스 구름들, 별들, 은하들 및 기타 천문학적 구조를 형성했습니다.
• 우주 가속 : 관측에 따르면 오늘날 우주의 총 에너지 밀도의 73%가 암흑 에너지로 알려진 신비한 형태의 에너지 형태로 되어 있습니다. 우주가 아주 어렸을 때 공간이 적고 모든 것이 더 가까워서 중력이 우세했고 암흑 에너지는 천천히 팽창을 제동하고 있었으나 결국, 수십억 년의 팽창 후에는 암흑 에너지의 밀도에 비해 물질의 밀도의 감소가 우주의 팽창을 천천히 가속하기 시작하였습니다.