우주와 시간

우주와 시간

 

1. 우주의 생성기원                                         

                            

    (1) 우주의 시초(빅뱅:대폭발)

         현재까지 가장 널리 인정되고 있는 정설로서

 

           극도로 뜨겁고 작은 것으로 응집되어 있던 물질이 폭발하여 우주가 만들어진 이래, 계속 팽창하고 있다.

         공간 자체가 팽창하고 있으며, 은하들간의 거리도 부풀어 오르는 빵 속의 건포도처럼 멀어지고 있다.

 

    (2) 빅뱅의 증거

          - 에드윈 허블의 관측은 은하의 이동 속도가 지구와의 거리에 비례한다는 사실과. 이는 은하가 지구에서

              멀리 떨어져 있을 수록 빠르게 멀어지고 있음을 의미한다.

          - 우주의 극초단파를 연구하는 천문학자들이 우주의 곳곳에서 발생하는 우주소음을 발견하였으며.

              초기 빅뱅에서 남겨진 복사 소음으로 추정되고 있다

          -  빅뱅으로 부터 가벼운 원소로부터 무거운 원소가 형성되는 항성 핵합성 과정을 증명하게 되었다.

          -  우주 배경 복사(빅뱅에서 발생한 강렬한 빛이 지금 전파형태로 검출되는 것)을 발견하고, 그것의

              스펙트럼(각 파장으로부터 계산된 복사량)으로부터 사진을 찍어 낸 후, 이 증거를 들어 대부분의

               과학자들은 과거 빅뱅 시나리오가 발생한 것이 확실하다고 믿게 되었다(1989년 11월 미국NASA

               탐사선이 사진을 찍었으며 2006년 노벨물리학상을 받았다)

 

                                             

                                 위의 개념도는 대 폭발(빅뱅)이후  우주가 팽창하는 모습을 간략화한 그림이다.

 

 

2. 우주의 모양과 크기

     (1) 우주의 생성 : 현재의 우주는 빅뱅 이후 약 137억년이 경과된 것으로 보인다.

                             

                    WMAP 인공위성에서 7년 동안 관측한 우주배경복사. 우주 탄생 38만년 후 생겨나 137억년이 지난 지금까지 우리

                    우주의 모든 곳에 남아있는 태초의 빛이다. 이 관측자료를 정밀 분석한 결과 대폭발이론이 검증되었고 또한 급팽창이론이

                     유력하게 되었다. <출처: NASA / WMAP Science Team>

 

     (2) 우주의 크기 : 우주는 몇가지 계산을 통해서 3차원 구형일 가능성이 크고 그 반지름은 약 980억광년

                                  이어야 한다는 것이 증명되고 있고, 우주 전체적으로는 은하가 2,000억개 각

                                  은하에 1,000억 개의 별이 있다는 것이다.

      (3) 우주의 모습 : 수십억광년 크기의 빈공간주위에 거품의 표면같이 은하들(구름모양)이  보이는데 마치

                                         사람의 떠다니는 모습과도 같다고 한다.

                              ☞   1 광년 : 빛의 속도로(300,000km/초) 1년을 달린 거리

               

             1985년 하버드 스미소니언 센타의 존 허크라와 마가렛겔러가 그동안 밝혀진 우주의 모든 별자리 데이터를 슈퍼컴퓨터에 입력시키면 사람 모양을

                하고 있다고 발표하였다.

 

 

 

3. 우주의 구성물질

 

                                                  

  

 

      (1) DARK ENERGY(암흑에너지)

          우주에는 물리적 정체가 밝혀지지 않은 암흑에너지가 고르게 퍼져 있는데 우주질량의 약 74%를 차지하고

         있고, 강한 음의 압력을 내는 물질로서 그로부터 발생되는 힘은 인력이 아닌 척력(밀어내는 힘/팽창)이다

          <아래 "빅뱅 실험" 참고>

     (2) DARK MATTER(암흑물질)

         우주에는 차가운 암흑물질이라는 정체가 아직 밝혀지지 않았지만 또 다른 물질이 있을 수 밖에없는 필연성

         이 있다. 그로부터 발생되는 중력은 인력이고,우주물질의 약 22%를 차지한다고 계산되고 있다.   

     (3) INTERGALACTIC GAS(우주공간개스)

         성간물질은 극단적으로 희박한 플라스마, 즉 원자와 분자, 먼지, 전자기 복사, 우주선, 자기장으로 이루어

         져 있다. 일반적으로 99%의 가스 입자와 3.6%의 먼지로 구성되어 있다.

     (4) STARS, ETC(별, 유성 등)

         지구를 포함한 행성과 별들은 양성자와 중성자가 결합한 원자, 즉 보통의 물질로 이루어져 있는데, 우주

         물질의 약 0.4%를 차지한다.

 

 

4. 시간의 시작과 "엔트로피"

                              ☞ "엔트로피"(무질서 정도) : 시간 경과에 따라 자연계는 엔트로피가 낮은 상태에서 높은 상태로 변화한다

      (1) 엔트로피의 시작

           만약 우주가 어떤 시작점이 없이 영원히 존재했다면 자연계의 "엔트로피"는 계속 증가하는 상태에 있기

           때문에 우리 우주는 진작 "엔트로피"(무질서)가 최대인 상태에 도달해 있었을 것이고, 무질서한 우주는

           이미 생명이 존재 할 수 없었을 것이다.

           따라서 우리가 이렇게 존재한다는 사실 자체가 우리 우주에 시작이 있었음과 잘 맞는다. 그리고 137억년

           전  우주는 "엔트로피"가 지금보다 매우 작은 상태(완전한 질서 상태)에서 시작했어야(대폭발) 한다.

           그래야 지금까지 계속 "엔트로피"(무질서)가 증가  할 수 있기 때문이다.

     (2) 시간의 시작

           시간의 화살은 결국 우리 우주의 초기 조건이 낮은 "엔트로피" 상태(완전한 질서)였기 때문에 생겨난

           것임을 알 수 있다.우리가 시간을 느낀다는 것은 주변의 "엔트로피"(무질서도)가 변하고 있기 때문이다

           ☞:주변의 모든 것, 우리의 생명이나 나무, 동물, 물질 등을 포함하여 영원한 상태로 그대로 유지 된다면 지금 이 순간에도 우리가 느끼고 있는

               시간의 화살의 존재를 느끼지 못할 것이다.

 

           우리는 바로 이렇게 우리 우주의 탄생과 연결  되어 있다. 우리가 존재할 수 있는 이유도, 서로 사랑하고

           미워하는 이유도, 늙어가는 이유도, 유리잔이 바닥에 떨어져 깨어지는 이유도, 태양이 활활 타오르는

           이유도, 모두 우주가 극저의 "엔트로피"(완전한 질서 상태)에서 시작했기 때문이다.

           그리고 그렇게 우연히 시작할 확률은 수학적으로 불가능 하다.

                                                                                   

 

 

 

5. 암흑물질과 암흑에너지가 만나면  시간은 끝.

     

    (1) 암흑물질(DARK MATTER)과 반물질(암흑에너지/DARK ENERGY)

          지구를 포함한 우주는 MATTER(물질:눈에보이는 별 지구 등)는 4%,  

           DARK MATTER(암흑물질)은 눈에 보이는 물체외에 정체가 밝혀지지 않은 또 다른 물질이며, 그로부터

           발생되는 중력은 인력으로  22%를 차지한다. 

           반물질인 DARK ENERGY(암흑에너지)는 말 그대로 물질의 반대다. 물질과 모든 것이 동일하지만

          전기적 성질만 정반대를 띄고있으며 74%를 차지한다.

 

    (2) 암흑물질과 암흑에너지의 관계와 소멸

           쌍둥이가 아닌데도 서로 신기할 정도로 닮은 사람을 마주보면 섬득함을 느낄 것이다.물론 이런 현상은

           정신질환의 일종으로 나타나거나 상상속의 이야기일 것인데,  우리 눈에는 보이지 않지만 우주 세계

           에는 분명 이런 일이 존재하고 있다고 한다. 그것은 다름 아닌 물질과 반물질(암흑에너지)의 관계인데 

            반물질은 마치 거울에 비친 물질의 모습이라고 생각할 수 있다, 또한 이들이  만나면 물질과 반물질은

           순식간에 에너지를 방출하며 사라져 버리는데, 이를 쌍소멸이라고 한다.

 

    (3) 시간의 소멸

           우주 물질이 소멸됨으로 인하여  존재 자체가 소멸됨으로 시간도 사라진다.

 

                                                            

      

            ☞증명 / 암흑에너지(반물질)의 존재

            반물질을 만드는 기본 원리는 최첨단 과학의 "입자 가속기"에 있다. 광속에 가깝게 가속시킨 입자들을 서로 충돌하게

            하면고에너지가 발생하며 그로부터 수많은 입자들이 나온다. 여기서 물질과 반물질은 같은 비율로 생성된다. 이는

            우리 우주 의 시작이 라고 알려진 빅뱅과 그 원리가 비슷해 ‘빅뱅실험’이라고도 불린다.

 

                           

                                          

                       

 

                                            뇌신경의 모습과 우주의 모습은 매우 유사하다.

 

 

6. 우주의 신비

      (1)  태초에 엔트로피가 낮은 빅뱅이 있었다 = 태초에 절대적인 질서의 힘(power)이 존재했고 그로 부터 시작되었다

 

      (2) 우주 전체를 구성하는 암흑에너지(반물질)와 암흑(물질)이 만나면  에너지를 방출하고 사라진다 = 하늘이 종이

              축이 말리는 것같이 사라지고 - -.  어두움도 만들어 졌다!

 

      (3) 우주질량의 약 74%를 차지하는 암흑에너지(DARK ENERGY)는 물질과 모든 것이 동일하지만 전기적 성질이

           정반대를 띄고있어 반물질 이라고 하며, 말 그대로 물질의 반대다. 마치 거울에 비친 물질의 모습이라고 생각

           할 수있다 = 원래의 물질이 있고 거울에 비취는 물질이 있다면 우리의 모습도,생활도 다른곳에서 투영되고 

           있지 않을까! 

 

      (4) 우주가 반지름 980억광년의 팽창하는 유한한 원형이다 = 하늘(대기권)과 하늘들(우주)의 하늘 - - -

 

      (5) 우주와 지구는 낮은 엔트로피(질서)에서 높은 엔트로피(무질서)로 간다 = 진화(무질서에서 질서로)가 아닌 어떤

           힘에 의한 시작이 있었다.

      (6) 우주의 암흑에너지 74% 는 지구와 사람에서 물의 비율과 동일하고, 암흑물질 22%는 지구 산소의 비율과 동일

           하다.

      (7) 우주의 모습은 수십억광년 크기의 빈공간주위의 거품의 표면같이 은하들(구름모양)이  보이는데 마치 사람의

           떠다니는 모습과도 같다고 한다.

   

                                                 

 

 

지킴이

    현재까지 밝혀진 과학적인 지식을 기반으로 정리를 습니다만. 막연하게 생각했던 우주에서 우리는 많은

    것 들을 생각할 수 있게 되었습니다. 시간의 시작과 끝, 우리 과학이 모른다는 것을 안다는 것, 현재도

    찾고 있는 것들 - - -

 

    우리 우주는 우리가 관찰할 수 있는 단 하나의 우주입니다. 앞서 설명한 바와 같이 시 공간과 물질, 자연

    법칙에 있어 특정한 물리적 성질을 지니고 있으며. 완전한 질서에서 시작되어 137억년의 긴 세월을  견디고

   팽창 해 온 '우리 우주'. 별을 잉태하고 중원소를 보존해 온 우리 은하.   행성이 생성  될 때까지 기다려

    주고 빛을 쪼여준 태양.  대기와 물을 붙들고 생명의 요람이 된 지구 - - 

 

    이 모든 것을 가능하게 한 것은

    우주물질 밀도의 양과 불균일성의 정도,  소립자들의 개수와 질량, 중력, 약력, 전자기력, 강력 등 힘들의

    상대적 크기와 성질 등에 부여된 놀랍게도 정밀한 균형 때문입니다. 

[출처] 우주와 시간|작성자 지킴이