빅뱅 우주론

빅뱅 우주론 

빅뱅 우주 이론에서 가장 어려운 문제는 탄소를 포함한 무거운 요소의 근원이었다. 그러나 프레드 홀의 노력 덕분에 중금속이 별에서 형성되고 있다는 것이 입증되었고, 우주의 발견은 빅뱅이 우주학에 취약하다는 것을 보여주었다. 그러나 이것은 빅뱅 우주학에 대한 모든 연구가 완료되었다는 것을 의미하지는 않는다. 반대로, 이것은 빅뱅 이론을 완전히 검증하기 위한 시작이었다. 무선 영역에서 짧은 파장을 내는 소음은 종종 발생한다. 이 소음 수준은 우주에서 떠다니는 소음에 의해 야기된다. 미국의 벨 연구소의 아르노 앨런 펜시 아스와 로버트 윌슨은 1964년에 처음으로 이 소음을 발견했다. 음, 제 생각에 이 소음은 빅뱅에서 나온 것이다. 첫 번째 증거는 동위원소다. 일정한 간격으로, 소음은 하늘의 모든 방향에서 같은 세기에 도달하며 지구의 움직임에 따라 달라지지 않는다. 즉, 태양계를 벗어난 초신성 파도는 우주 전체에 골고루 분포한다는 것이다. 두 번째 증거는 그것을 흑체복사 이론이라고 부를 수 있다는 것이다. 흑체 방사선 이론에 따르면, 절대온도가 0K인 모든 물체는 특정 파장의 최대 벡터에 의해 방출되는 온도에 따라 모든 파장의 복사본을 방출한다. George Anthony Gamo(1904~1968)와 엘프 애 서 알프(Asher Alpher)가 주장하는 우주 배경의 특성에 맞는 이러한 초기 소리는 실제로 3K의 매우 넓은 검은 몸을 나타낸다. 펜제스와 윌슨이 검출한 마이크로파 잡음은 7.35cm(적절한 4080 MHz)로 제한되므로 파장이 완전하지 않음을 보장하기 위해 일부 파장이 필요하다. 이러한 파도는 지구 대기에 흡수되고 지구에 닿지 않기 때문에 표면에는 여전히 어려운 문제가 있다. 펜스와 윌슨이 발견한 우주 평점은 일반 우주학의 도전을 극복하고 빅뱅 모델을 우주 충돌에서 중요한 위치에 놓으면서 더 큰 도전을 받았다. 빅뱅 이론의 다음 도전은 빅뱅이 우주에 있는 은하나 큰 은하를 형성하기 위해 어떻게 진화했는지를 결정하는 것이었다. 빅뱅으로 인해 빠르게 확장된다. 그는 우주가 팽창하면 은하와 같은 물질 덩어리가 형성될 수 없다고 한때 주장했었다. 초기 우주에 대한 증거는 만장일치가 아니라 우주 최고의 영웅으로 남아있어야 한다. 오늘날에도 천문학자들은 우주가 어떻게 형성되었는지 전혀 이해하지 못한다. 하지만 그들은 은하를 우주의 작은 물질 분포나 복사의 차이에서 출발한 행성의 진화 과정의 결과라고 생각한다. 그러면 이 불일치는 우주를 만드는 초기 단계에 존재했어야 했다. 왜냐하면 우주가 정말로 평평하고 평평하다면, 우주가 팽창하기 시작하면, 그것은 여전히 존재하기 때문이다. 은하도, 별도, 우주에는 다른 화학 원소도, 행성도, 생명도 없다. 그래서 빅뱅 우주론은 초기 우주가 매우 균일하지 않고 완전히 균일하지 않기를 바란다. 우주의 밀도의 차이는 이런 형태로 나타나며, 물질을 끌어당기는 밀집된 영역이 더 밀집되어 있으며, 이 과정을 반복하면 은하와 우주 구조가 현재와 유사한 형태로 형성된다. 만약 그것이 사실이라면, 그들의 흔적은 우주의 배경에 남을 것이다. 우주의 배경 연구는 이러한 변화를 감지할 수 있다고 여겨졌다. 즉, 초기 우주의 더 밀집된 지역에서 나오는 빛은 더 많은 에너지를 잃을 수 있지만, 그 대신, 그것은 더 적은 에너지를 소비하기 때문에 파장을 가질 것이다. 로저스와 윌슨은 우주의 배경이 극 방사선을 방출하는 것을 발견했다. 하지만 이제 우주의 배경은 우주의 다른 부분에서 발생하는 것과 유사한 방사선을 가지고 있다는 증거를 찾아야 한다. 1916년 아인슈타인은 독일에서 "일반 상대성 이론"을 출판했다. 아인슈타인의 방정식에 따르면, 우주는 1917년에 우주에 적용된 기존 물질의 중력에 의해 확장되거나 수축될 수 있다. 하지만 지금까지 우주는 우주의 물질과 은하와 같은 물질의 중력에 의해 계속해서 감소해 왔다. 아인슈타인은 우주가 지속적이고 가변적이라고 믿었기 때문에 후퇴를 막을 수 있는 "우주 상수"라는 용어를 추가했다. 결과적으로 전체 우주는 수축의 중력과 황달의 상수와 결합되어 정적이고 팽창하지 않게 되었다. 반면, 1922년 러시아 프리드먼은 공식에서 우주의 상수를 채택하여 이 질문에 대한 세 가지 답이 우주로부터 나온 것을 발견했다. 이에 대한 반응은 우주의 질량이 작으면 우주는 영원히 팽창할 것이고, 반대로 우주의 질량이 크면 팽창에서 플립으로, 그리고 두 한계에서 더 확장될 것이라는 것이다. 그래서 프레드먼은 우주가 시간에 따라 변화한다고 결론 내렸다. 1929년, 미국의 허블 연구원은 우주가 팽창하고 있다는 것을 발견했고, 그의 관찰은 허블의 속도가 은하의 거리에 비례한다는 것이다. 하지만 놀라운 것은 프리드먼의 연구가 허블과 거의 일치한다는 것이다. 프리드먼은 심지어 은하가 허블과 거의 동일한 거리에 있는 지구까지의 거리를 계산할 수 있도록 방정식을 고안했다. 이런 관찰을 받은 아인슈타인은 자신의 삶이 너무 벅차다는 것을 매우 후회했다. 1940년대 이후 발표된 두 우주 모델은 빅뱅 이론과 일반 우주론을 지칭하는 커다란 논쟁을 촉발시켰다. 어떻게 과학적으로 반응할 수 있을까? 천문학자들은 높은 온도와 극도의 밀도에서 어떤 일이 벌어질지 모른다. 물리학자들은 물질의 유한 입자를 연구해왔다. 입자보다 더 많은 에너지를 얻기 위해서는 입자 가속기가 필요했다. 시간이 지나면서 가속기는 엄청나게 커졌다. 하지만 이제 이런 제약들이 한계에 다다랐다. 현재의 이론을 시험하기 위해서는 지구보다 더 많은 가속이 필요하다. 입자 감지기에 대한 또 다른 문제가 있다. 검출기의 생산성은 매일 향상되었지만, 거의 찾을 수 없었다. 이런 것들은 지구의 자원과 환경에서만 실험할 수 없다. 그들은 우주의 초기 상황을 알아차렸다. 빅뱅의 에너지는 이제 우리에게 가장 큰 에너지다. 이 연구는 또한 천문학자들은 이 물질이 극단적인 온도에서 온다고 지적했다. 따라서 극지방의 연구 분야는 극지방의 영역과 밀접하게 연결되어 있다. 온도와 에너지가 증가하면 상호작용이 약해지고 쉬워진다. 즉, 입자의 에너지가 무한하게 증가하면 입자들은 비 효과에 점점 더 가까워질 수 있다. 열은 온도 변화에 의해 얼음이 물로 변한다는 것을 의미하며 물은 수증기로 변한다. 만약 우주가 매우 높고 입자가 나타나면, 우리가 우주의 이상이라고 부르는 진동의 특성들이 갑자기 바뀔 수 있다. 우주는 극도의 온도에서 지금까지 냉각되어 왔기 때문에 과학자들은 그 기간 동안 여러 가지 상상력을 기다려 왔다. 물과 얼음은 매우 다른 종류의 물질이나 파도를 운반하는 다양한 방법을 가지고 있다. 그러나 오해가 발생하면 공간의 특성이 변하고 힘이 전달되는 방식은 완전히 다르다. 원자로 노심에 있는 중성자와 양성자는 쿼크라고 불리는 세 개의 입자로 이루어진 그룹을 형성한다. 그것들은 현대의 쿼크 공간에 독립적으로 존재할 수 없다. 하지만 초기 우주에서는, 상상력으로 인해 무너졌다. 그 이유는 쿼크 방식이 완전히 다르기 때문이다. 첫 번째 우주와 각각의 입자들의 질량은 매우 다르다. 우주에 입자들이 있는데, 질량이 너무 커서 가속기를 만들 수 없다. 하지만 초기 우주에서는 이러한 무거운 입자들이 가볍고 셀 수 없을 것이다. 시간이 지남에 따라, 우주에 더 많은 공간이 축적되고, 모든 물질이 초열과 초밀도의 세계로 유입됩니다. 거기서 입자들이 파괴되고 있다.