광활한 우주가 태어난 배경에 대한 고찰
까만 밤하늘을 올려다 보면 무엇이 보이십니까? 밤하늘을 찬란하고 아름답게 수놓은 무수한 별들을 바라보면서 감탄을 연발한다던지, 끝없이 펼쳐진 광활한 우주를 상상하면서 자신도 모르게 사색에 잠겨 본 적이 있으십니까? 당신이 밤하늘이 바라보면서 그 무엇을 상상하고 느끼시던지 "우주는 정말로 넓다" 라는 사실은 변함없는 사실입니다. 이런 광활한 우주가 태어나게 된 배경에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
광활한 우주
우주는 시공간과 행성, 별, 은하, 그리고 다른 모든 형태의 물질과 에너지를 포함한 내용물로 이루어져 있습니다. 빅뱅 이론은 우주의 발전에 대한 일반적인 우주론적 설명입니다. 이 이론에 따르면 우주와 시간은 약 137억년 전에 함께 나타났고, 그 이후로 우주는 계속 팽창하고 있습니다. 우주 전체의 공간 크기를 알 수 없지만 우주팽창 방정식은 최소 지름 23조 광년이 되어야 한다는 것을 나타내며, 현재 대략 930억 광년의 지름인 관측 가능한 우주의 크기를 측정할 수 있습니다.
우주의 초기 모델
우주의 초기 우주 모델은 고대 그리스와 인도 철학자들에 의해 개발되었고 지구를 중심에 둔 지구 중심적인 모델이었습니다. 수 세기에 걸쳐, 더 정확한 천문학적 관측은 니콜라우스 코페르니쿠스가 태양계의 중심에 태양을 두고 태양 중심 모델을 개발하도록 이끌었습니다. 아이작 뉴턴은 요하네스 케플러의 행성운동 법칙과 티코 브라헤의 관측뿐만 아니라 코페르니쿠스의 업적을 바탕으로 만유인력의 법칙을 개발하였습니다.
추가적으로 관측된 것에서 알 수 있는 것
추가적인 관측에서 태양이 우주에 있는 몇 천억 개의 은하 중 하나인 우리 은하에 있는 수천억 개의 별들 중 하나라는 것을 깨닫게 했습니다. 은하계의 많은 별들은 행성을 가지고 있습니다. 가장 큰 규모에서, 은하들은 모든 방향으로 균일하게 분포되어 있으며, 이것은 우주가 가장자리와 중심이 없다는 것을 의미합니다. 작은 규모에서, 은하들은 거대한 필라멘트와 공간을 형성하는 은하단과 초은하단으로 분산되어 거대한 거품 같은 구조를 형성합니다. 20세기 초에 관측된 것은 우주가 시작되었고 그 이후로 우주가 점점 더 빠른 속도로 팽창하고 있다는 것을 암시했습니다.
우주가 팽창하면서 일어난 일
빅뱅 이론에 따르면, 우주가 팽창함에 따라 처음에 존재하는 에너지와 물질은 밀도가 점점 낮아졌습니다. 약 10-32초에 인플레이션 시대라고 불리는 초기 가속 팽창과 알려진 네 가지 기본 힘의 분리 후에, 우주는 점차 냉각되고 팽창을 계속하여 최초의 아원자 입자와 단순한 원자가 형성될 수 있었습니다. 암흑 물질은 중력의 영향을 받아 필라멘트와 공극의 거품 같은 구조를 형성하면서 점차 모였습니다. 수소와 헬륨으로 이루어진 거대한 구름은 암흑 물질이 가장 밀도가 높은 곳으로 점차 끌려갔고, 최초의 은하, 별, 그리고 오늘날 볼 수 있는 다른 모든 것을 형성했습니다.