안녕하세요. 훈하니 @hunhani입니다.
오늘은 정적인 우주와 동적인 우주에 대해 살펴보겠습니다. @oldstone 님께 천체물리학을 쉽게 설명해주는 글을 부탁받았습니다. @oldstone 님께 이번 시리즈를 헌정합니다.
정적인 우주
우주는 크기가 변하지 않고 항상 같은 모습으로 존재한다는 우주관입니다. 우주에 있는 모든 물체에는 중력이 작용하여 서로 당기고 있죠. 이런 당기는 힘 때문에 우주는 수축하고 말텐데 실제로는 그렇지 않습니다. 때문에 정적인 우주론에서는 중력에 의한 수축을 막는 어떤 힘이 있다고 가정하는데요. 정적인 우주관을 지지한 대표적인 과학자가 바로 뉴턴과 아인슈타인입니다. 특히 아인슈타인 방정식의 해로 정적인 우주를 나타내기 때문에 정적인 우주를 다른 말로 아인슈타인 우주라고도 부른답니다.
뉴턴: 우주는 무한하고 균질하기 때문에 중력이 작용하더라도 수축하지 않고 정지해 있다고 주장했습니다.
아인슈타인: 중력에 반대되는 힘인 우주 상수를 도입하여 우주가 팽창하거나 수축하지 않고 같은 모습을 유지하며, 중력에 의한 수축을 막는 어떤 힘이 존재한다는 주장을 펼쳤습니다.
우주 상수?
우주가 무한하고 영원하다는 믿음을 갖고 있던 아인슈타인은 정적인 우주를 뒷받침하기 위해 자신의 방정식에 우주 상수라는 항을 삽입했는데요. 우주 상수는 우주가 중력에 의해 수축되는 것을 막는 힘으로 중력과 반대 방향으로 작용하는데, 행성의 운동과 같은 국부적인 현상에는 거의 영향을 주지 않지만 우주론적인 광대한 거리에서는 매우 큰 영향을 줍니다. 양의 우주 상수는 음의 압력을 가지는데, 이는 일종의 척력 역할을 하죠. 따라서 물질의 질량에 인한 인력과 우주 상수로 인한 척력이 서로 경쟁하게 됩니다. 1917년 아인슈타인은 중력에 의한 인력과 척력이 균형을 이루도록 우주상수의 값을 적절히 선택함으로써 정적인 우주 모형을 발표했습니다. 그러나 1929년 우주가 팽창한다는 사실이 밝혀지고 1930년 아서 에딩턴이 아인슈타인 정적 우주는 일반적으로 불안정하다는 사실을 증명하였습니다. 아인슈타인은 1931년에 들어서야 우주 상수를 도입한 것은 자신의 실수라고 인정하고 철회했습니다. 그러나 최근에는 우주 상수에 해당하는 물리적인 힘이 존재할지도 모른다고 여겨지고 있어서 귀추가 주목되네요. 허블이 허블의 법칙을 발표한 뒤, 정적 우주 모형은 대폭발 이론으로 대체되었습니다.
동적인 우주
우주가 수축하거나 팽창할 수 있다는 우주관입니다. 현재의 우주는 팽창하거나 수축하고 있는 상태의 한 순간이라는 것입니다. 허블의 발견에 의해 우주가 팽창하고 있음이 완벽하게 입증되었습니다. 동적인 우주관을 지지한 대표적인 과학자는 프리드만과 르메트르입니다.
- 프리드만: 동적인 우주를 최초로 주장한 과학자입니다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 수학적으로 계산하여 우주가 팽창하고 있을 수도 있다고 주장하였습니다. 열린 우주, 평평한 우주, 닫힌 우주와 같이 우주의 밀도에 따라 우주의 모양을 구분하는 기준을 제시하였습니다. 그러나 우주가 팽창한다는 증거를 완벽하게 제시하지 못했습니다.
- 르메트르: 처음에는 우주의 모든 물질이 하나로 모여 있었고, 이 상태가 갑자기 붕괴하면서 우주의 모든 물질을 만들고 우주가 팽창한다고 주장하였습니다.
열린 우주
계속 팽창하는 우주로 중력에 의한 에너지보다 팽창하려는 에너지가 클 때 가능하며 우주의 밀도는 임계 밀도보다 작습니다.
평평한 우주
최종적으로 우주 팽창을 멈추고 일정한 크기로 고정된 우주로 중력에 의한 에너지와 팽창하려는 에너지가 평형을 이룰 때 가능하며 이때의 우주 밀도를 임계 밀도라고 합니다. 현재의 우주에 가장 가까울 것으로 예상되고 있습니다.
닫힌 우주
팽창을 멈추고 다시 수축하는 닫힌 우주로 중력에 의한 에너지가 팽창하려는 에너지보다 클 때 가능하며 우주의 밀도는 임계 밀도보다 큽니다.
다음 편을 기대해주세요!
지난 이야기
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STOPHello friend ! You blog is very interesting!! I am read ! Good 😊 luck !
Thanks.
후자쪽으로 결론이 난게 아닌가요? 영원히 팽창하고있고~ 그래서 다른 별을 못쫓아가는.. 우알못이라 ㅋㅋ 죄송합니다!
그래서 "허블의 발견에 의해 우주가 팽창하고 있음이 완벽하게 입증되었습니다." 라는 말을 넣었지요 ㅎㅎ
그러면.. 혹시 다른 행성계로는 영원히 못가나요?
사과 표면을 이동하는 벌레와 사과를 통과하는 구멍을 통해 이동하는 벌레 중 반대편에 먼저 도달하는 벌레는 구멍을 통해 이동하는 벌레겠지요? 그래서 우주 공간도 뒤틀리고 찢어서 반대편으로 이동 가능한 웜홀의 개념을 훈한님께서 앞으로 설명해주실껍니다.
(떠넘기기)우주가 팽창하는 속도는 공간(물리적으로 절대적인 위치를 정의할 수 없습니다만)에 따라 다르답니다. 다음 번에 허블의 법칙에 대해 다룰텐데 이를 이해하시면 도움이 될 것 같습니다. 또한 성간여행에 관해서는 아래 글에서 언급한 적이 있으니 참조바랍니다 ㅎㅎ
읽을수록 어렵군요..문돌이는웁니다..
이미 다른곳에서 날라오는 빛이 있으니깐 불가능하진 않으리라 생각합니다. 저희가 그 속도를 못가서 그렇지....
역시 천채적인 과학자분들이 아닐 수가 없습니다.
우주를 여러가지로 해석한 부분이 참 흥미롭네요.
오늘도 공부 잘 하고 자러 갑니다. 감사합니다^^
감사합니다 ㅎㅎ 좋은 밤 되세요!
아.. 어렵습니다.^^
그래도 오늘도 정독해보고 갑니다.~
조금더 노력해서, 정말 흥미를 느껴보도록~ 해보겠습니다~ ^^
지식글에 감사 드립니다~!!
감사합니다 ㅎㅎ 좀 더 쉽게 흥미를 느끼실 수 있도록 더 좋은 글을 쓸 수 있게 노력하겠습니다.
이 글 하나로 여러 명의 위인을 만날 수 있었네요 ㅎㅎ
각 과학자들의 주장을 살펴보면 역사책을 읽는 기분이 들지요 ㅎㅎ
난독왕이라 3번씩읽었답니다 :)
다음편 기대되네용~ㅎㅎ@hunhabi님 1편부터 정독하고 왔어요🤤
꼼꼼히 읽어주셔서 감사합니다 ㅎㅎ @hunhabi 가 아니라 @hunhani 에요! ㅋㅋㅋㅋ
절대절대x1000아이디를 몰랐던게아니라
오타입니다🙏🏻 @hunhani님ㅎ.ㅎ(틀릴까봐 손가락꾹꾹눌러서침)
왜 도령이가 꾹꾹 눌러치는게 떠오를까요 ㅋㅋㅋㅋ
아인슈타인이 우주의 팽창을 스스로 증명한 후에, 신념에서 어긋난다는 이유로 우주상수를 개입시켰죠. 양자역학도 죽어라고 부정한걸 보면 인류 역사상 손꼽힐 천재도 과학적으로 증명된 사실 자체보다도 신념과 고집이 앞서는 면이 있음을 엿볼 수 있어 흥미롭습니다.
아인슈타인이 논리보다 직관이 앞서는 경향이 있어 그런가봅니다 ㅎㅎ 좀 심하게 말하자면 꼰대 과학자인 셈이지요~
사실 자신의 방정식 또한 직관의 산물이 아닙니까. 직관을 그토록 소중히 여겼다면 자신의 직관에서 나온 방정식도 소중할 터인데 이를 인위적으로 난도질해가며 지키고 싶었던 신념이라니 놀랍기도 합니다. 물론 허블의 발견 이후 크게 후회하긴 했지만요.
맞습니다 아인슈타인도 결국 사람이구나 하는 생각을 자주 합니다 ㅎㅎ 좋은 말씀 감사합니다
물리는 역시 어렵지만, 잼있네요. ^^
좋은글 감사해요.
재밌게 봐주셔서 감사합니다 ㅎㅎㅎ
@hunhani님 글 잘 읽었습니다 :) 정적인 우주 뉴턴 부분에서는 문맥 상 '수축하고' -> '수축하지 않고'가 아닐까요?
앗 예리하십니다 ㅎㅎㅎ 제가 실수했군요! 지적해주셔서 감사합니다~
넵 감사합니다. ㅎㅎ
UPVOTED.
very good.
I would be happy if you like to follow me and give your opinion about my posts.
Thanks
Thanks.
Your welcome😉
우주는 무한수와 같은 것일까요? 저 거대한 우주에서 그리고 조그만 지구별 한국땅의 개미한마리... 잘보고갑니다ㅎㅎ
우주에 대한 관심은 철학과도 아주 밀접한듯 합니다.