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Date 15/10/18 10:08:50
Name   눈부심
Subject   우주팽창, 건포도빵, 풍선
출처 : https://www.youtube.com/watch?v=mpaV7CzPtQ0

(그림이 흐릿하게 보이는 건 여러분이 노안이라서 그렇습니다 부힉.)

우주는 팽창한다고 하고 팽창하는 우주의 시간을 거슬러 올라가서 하나의 시작점이 순식간에 팽창한 것이 우주의 시초라고 하는 빅뱅이론이 나오게도 되었어요. 처음 나온 허접한 우주팽창론에 의하면 우주가 팽창한다는 건 건포도식빵을 구웠을 때 빵이 커지는 것과 같다고 말을 해요. 빵을 굽기 전에는 위의 작은 건포도빵이었다가 빵을 굽고 나면 팽창해서 아래의 큰 빵이 돼요. 이건 우주를 제 삼자의 입장에서 바라본 관측이구요. 지구에서 관측한 우주는 이래요. Local Raisin이라고 명명된 건포도 하나가 지구가 있는 갤럭시라고 합시다. 팽창 전에는 다른 건포도들이 각각 1센티미터씩 떨어져 있어요. 한 시간 후에 건포도 1은 원래 1센치 떨어져 있다가 2센치 멀어져 총 3센치 떨어진 곳에서 관측이 됐어요. 즉 시속 2센치의 속도로 멀어졌어요. 건포도 2는 원래 2센치 떨어진 곳에 있다가 한 시간 뒤에 6센치 떨어진 곳에서 관측이 되었어요. 즉 시속 4센치의 속도로 멀어졌어요. 건포도 3은 3센치 떨어진 곳에 있다가 한 시간 후에 9센치 떨어진 곳에서 관측이 되었어요. 즉 시속 6센치의 속도로 멀어졌어요. 이걸 표로 작성하면 이렇게 돼요.

이와 같이 멀리 있는 별일수록 더 빠른 속도로 멀어지는 걸 건포도 빵에 비유해 보니까 결국 우주는 서로에게서 멀어지며 팽창하더란 거죠. 근데 이 건포도빵팽창설에 에러가 있어요. 건포도 빵은 중심이 있고 빵의 면이 만나는 곳은 뾰족하기도 하죠. 그리고 이미 존재하는 우주인 오븐 안에서 커질 뿐이에요. 우주는 그렇지 않거든요. 우주는 중심도 없고 상하좌우도 없어요. 그리고 아인슈타인의 상대성이론에 의하면 우주는 이미 주어진 공간에서 팽창하는 것이 아니고 공간을 만들어내며 팽창한다고 하거든요. 그래서 동영상은 더 나은 비유를 시도해 봅니다. 



우주의 갤럭시가 풍선 위의 점과 같다고 생각하는 거예요. 풍선이 늘어날 때 고무가 늘어나면서 공간을 새로 만들어 내잖아요. 그러면서 점들은 서로에게서 멀어져요. (근데 풍선이 가장 작았을 땐 분명 어떤 지점에서 시작했을 테니까 중심이 없다고 말하면 이상한 것 같지만 입 꼭 닫고 있어야지.)

망원경은 과거를 돌아보게 만들어 줍니다. 어떤 별이 3광년 떨어졌 있다는 건 빛이 3년을 달려야 닿을 수 있는 거리에 있다는 말이에요. 즉 우리가 지금 보고 있는 그 별의 빛은 3년 전의 빛이어서 실제 현재의 별의 상태를 보여주는 건 아니고 그만큼 멀다는 사실만 알려 줘요. 인간이 가지고 있는 가장 훌륭한 망원경은 허벌우주망원경이에요. 



과거를 볼 수 있게 만들어 주는 망원경 덕분에 우리는 '관측가능한' 우주의 나이가 대략 140억년이란 것도 알게 되었어요. 150억년된 갤럭시가 있다 하더라도 아직 그만큼의 시간이 지나지 않았기 때문에 관측이 안된다고 하네요. (이건 그냥 존재하지 않는다고 하면 안되나요? 왜 꼭 이렇게 헛갈리게 설명을 해야하나요? 라고 묻고 싶지만 가만 있어야지.)

멀리 떨어져 있는 우주의 모습이 우주시초의 모습을 보여주는 것이란 걸 알 수 있지만 이런 이론만으론 빅뱅이 맞다고 할 수 없어요. 과학은 증거가 있어야 합니다 증거가!

우주가 팽창하기 전에는 압축된 상태의 우주였을 거예요. 극단적으로 압축된 상태는 온도가 엄청나게 높아서 radiation 역시 존재하고 있었을 거예요. (일본 방사능이 거긴 왜 갔어요? 라고 묻고 싶지만 가만 있어야지.) radiation이 있다면 그 흔적인 cosmic microwave background의 모습도 관측되어야 한다고 합니다. 이건 수학적으로도 증명이 가능하다고 합니다.  

나머지는 그냥 이해가 안돼요. 하나 재미있었던 건 압축되어 있던 우주가 처음에 급격하게 팽창할 때 빛의 속도보다 훨씬 빨랐댔거든요. 세상에 빛보다 빠른 건 없다면서 빛보다 빨리 팽창했다고 하니까 왜 이랬다 저랬다 하나 불만이었어요. 그건 어떻게 설명하냐면요, 우주를 통과하는 빛은 항상 일정하고 그 무엇보다 속도가 빠르지만 팽창은 이미 존재하는 우주 안에서 빠른 속도로 증가하는 것이 아니고 그냥 우주 자체가 팽창하는 거라 빛보다 빠를 수 있대요. 그래서 물리법칙을 거스르지 않는다고 하네요. 이거 듣고 속이 씨원~





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