I. 서문
이번 글에서는 우주의 종말에 대해 알아보려고 합니다.
우리가 살아가는 우주는 137억년전 한 점에서 터진 빅뱅에서 시작된것으로 배워왔고 그렇게 알고 있다.
빅뱅을 하여 지금까지 우주는 끝으로 끝으로 팽창하고 있다.
그런데, 이제 앞으로의 우주는 어떻게 될까?
우리가 죽고 아주 먼 훗날의 이야기겠지만 그것을 밝히기 위해 지금부터 과학자들은 노력과 연구를 거듭하여
풀어나가고 있는 중이다.
우리는 이번글에서 앞으로의 먼 우주의 종말 상황등에 대하여 알아보도록 하겠습니다.
II. 본론
1) Ω (오메가)
으잉 ?? 갑자기 왠 오메가냐고요 ???
Ω오메가는 ΛCDM 우주 표준모형에서
허블상수와 함께 우주의 수명을 결정짓는 가장 중요한 변수라고 할수 있다.
(그림-1 우주의 나이 ; 위 그림에서 F는 보정항이다.)
ΛCDM 표준모형에서 우주는
1. 우리가 흔히 보는 중성자와 양성자등과 같은 중입자
2. 전 게시물에서 다뤘던 암흑물질
3. 전 게시물에서 잠깐 나왔던 암흑 에너지
등으로 이루어져 있다고 할수 있다.
사실 Ω는 그 자체가 변수이지만
두 밀도변수의 합이라고 할 수 있다.
Ω = Ωm + ΩΛ
오메가는 이 두 변수의 합이다 (우주상수가 있다고 가정할때)
차근차근 각 항을 살펴보면
Ωm = 우주에서의 물질의 밀도 변수
ΩΛ = 우주에서의 암흑에너지의 밀도 변수
WMAP의 관측에 의하면
Ωm(0.266) + ΩΛ(0.732) = 0.998 이라고 한다.
'오메가값을 구했는데 어쩌라고 새끼야' 라고 생각하는 하는 게이들도 분명 있을거야
이 과정은 모두 다음에 나올 우주의 결말에 관한 바탕을 쌓는 작업이니 알아 두면 좋을것 같다
2) 우주가 취할수 있는 결말의 종류
(그림-2 열린우주? 닫힌우주? 평탄우주?)
일단 우주의 결말은 Ω값에 따라 몇가지의 방향이 제시 되고 있어
(그림-3 우주의 곡률)
1. Ω>1 인 우주 = 닫힌우주
오메가 값이 1보다 크면 우주가 팽창 하다가
어느 순간 임계밀도 (10-29g/cm3)에 다다르게 되면
빅뱅 이후 팽창했던 우주는 계속 수축하게 되어 빅 크런치 라는 결말을 맞게 되는것이다.
(그림-4 Big Crunch)
근데 우리 우주에서는 일어나지 않을 것으로 보인다.
이미 70억년전쯤 팽창을 일으키는 암흑 에너지가
암흑 물질과의 균형을 더 큰 작용을 일으키고 있다고 하기 때문이다.
2. Ω<1 인 우주 = 열린 우주
오메가 값이 1보다 작으면 우주는 끝없이 팽창을 할거야...
열린우주의 결말은 2가지 가설로 알고 있다.
그중 하나는 빅프리즈
다른 하나는 빅립이다.
빅프리즈는
우주가 계속 팽창하여
우주의 온도가 절대온도 0도에 도달하게 되면
모든 입자는 운동을 멈추고 시간 자체가 흐르지 않고 멈춰있고
영원히 멈춰있게 되는 상태를 의미 하는것이다.
빅립은
우주가 빠른 속도로 팽창하여
모든 입자들이 가장 작은 형태인 소립자의 형태로 찢어지게 된다는 이론이다.
WMAP의 관측으로 Ω<1 인 우주에서는 빅립이 될 확률이 크다고 하는것 같다.
3. Ω=1 인 우주 = 평탄우주
평탄우주에서는 열사(열죽음) 상태로 종말을 맞게 될듯 하다.
열죽음은 우주 전체의 엔트로피가 최대가 되어서
모든 입자는 소립자로 분해된다
어찌보면 빅프리즈와 비슷하지만 확연히 다른 이론이다.
3) 우리 우주의 종말
우리 우주의 종말은 2가지 중 하나일 것 같다.
하나는 인플레이션 이론으로 인한 평탄한 우주의 열죽음
다른 하나는 열린우주에서 일어나는 빅립으로 인한 종말이다.
빅립으로 인한 종말에 관해서 2003년에 나온 논문이다 http://arxiv.org/abs/astro-ph/0302506
III. 결론
(그림-5 어떻게 될까)
구체적인 우주 종말의 형태는 아직 정확히 예견 할수 없다
우리 세대가 죽기 전 밝혀질 수 있을 문제로 생각된다.
이 세 가지의 시나리오 중 어떤 것이 맞는지는 이 세 가지의 상수 H, Ω, Λ 의 값에 의해 결정될 것이다.
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