빅뱅 이론? 빅뱅 우주론? 우주배경복사?

빅뱅 이론?

빅뱅은 영어로 Big bang이라 하고 빅뱅이론을 대폭발이론이라고도 한다. 지금 현재 우리가 살고 있는 우주가 하나의 점에서 대폭발 하여 이루어졌다는 이론이다. 우주의 기원에 관한 여러 가지 이론 중에서 오늘날 많은 천문학자들에게 널리 인정되고 있는 이론으로 1927년 벨기에의 천문학자이던 조지 르메트르가 최초로 제안하였다. 우주의 기원이 100억 년 전에 일어난 빅뱅이라는 대폭발로 시작되었다는 것이다.

 

빅뱅 이론은 우주가 탄생하기 이전에는 시간과 공간, 물질, 아무것도 없는 무의 상태에서 인플레이션이라고 부르는 급격한 팽창인 빅뱅을 거쳐 우주가 진화해 왔다는 이론이다. 우주가 빅뱅으로 폭발적으로 팽창하면서 시작된 것이라고 본다. 그리고 현재의 우주도 팽창하고 있는 상태라고 알려져 있다. 

 

우주가 밀도와 압력이 높은 고밀도 상태인 한 점에서 시작하여 대폭발로 팽창하면서 온도가 내려가고 저밀도 상태가 되었다는 것이다. 

 

빅뱅이론의 증거

1. 우주배경복사

우주가 대폭발을 한 초기 우주에 우주 전체로 퍼져나간 전파를 우주 배경복사라 한다. 러시아 출신의 미국 천문학자인 가모프는 우주가 고온의 상태에서 폭발하였다면 그 열의 흔적이 남아 있을 것이라고 보았다. 그래서 초기 우주는 온도가 높았을 것이고 우주가 팽창하면서 온도가 점차 내려가 절대 0도에 가까운 복사에너지가 우주의 전 방향에서 마이크로파로 감지될 것이라고 생각하였다. 가모의 예측대로 펜지어스와 윌슨이 연구에 의해 우주배경복사를 관측해 빅뱅 우주론은 널리 인정을 받게 된다.

 

2. 은하계의 후퇴

빅뱅 우주론의 다른 증거는 허블이 발견하였다. 허블은 외부 은하들이 우리 은하로부터 빠른 속도로 후퇴하고 있고, 그 속도는 외부은하까지의 거리에 비례한다는 사실을 발견하면서 우주가 팽창하고 있다는 것을 알아냈다. 

 

3. 우주 물질 분포 

빅뱅으로 인한 대폭발 이후 고밀도의 압축된 상태에서 밀도와 온도가 내려가는 과정에서 양성자와 중성자로부터 생성된 원소의 함량을 예측할 수 있다. 이러한 과정에서 생성된 헬륨, 수소, 리튬의 예측된 함량이  현재 관측된 결과와 일치한다. 

빅뱅이론의 한계

허블의 연구에 의하면 우주 팽창속도를 역으로 하여 우주의 나이를 계산하는 법을 알아냈는 데 이 방법으로 계산해 보면 우주의 나이는 지구의 나이로 알려져 있는 46억 년이 아니라 20억 년으로 나와서 빅뱅 우주론이 맞는 것인지 의문이 들게 한다.