우주에 대한 접근

목차

우주에 대한 접근

Ⅰ. 서 론
Ⅱ. 우주의 생성이론
1. 대폭발 우주론 (big bang universe)
2. 정상우주론
Ⅲ. 우주론의 역사
Ⅳ.우주팽창과 만유인력, 허블의 우주팽창
1. 우주팽창과 만유인력
2 뉴턴의 만유인력 법칙
3. 허블의 우주 팽창
Ⅴ. 현대의 우주론
Ⅵ. 우주론의 과제
Ⅶ. 결 론

본문내용

확신을 가지고 믿게 해준다. 하지만 우주의 나이와 크기, 우주의 미래에 대하여 정확히 알 수는 없다.
우주에 대한 궁극적인 의문에 답하기 위해서는 정확한 허블상수(H)값과 오메가상수( )값을 알아야 한다. 계속된 관측은 국부 우주의 복잡한 구조와 운동 때문에 이들 두 상수의 값의 측정에 어려움을 준다.
1930년대의 쯔비키(Fritz Zwicky)와 1970년에 베라루빈(Vera Rubin)이 은하들이 그들의 회전축을 중심으로 너무 빠른 속도로 회전하는 것을 발견하였을 때 관측되지 않는 물질의 중력이 존재함이 이미 암시 되었지만 누구도 진지하게 받아들이지 않았었다. 암흑물질의 존재가 우주론에 있어 문제로 등장한 것은 불과 10여년 전의 일이었다. 계속된 관측은 은하들의 움직임이 마치 보이는 물질의 약 열배 정도가 되는 암흑물질의 중력에 의해 영향을 받은 것처럼 보이고 은하단들은 보이는 물질의 약 30배에 해당하는 질량의 중력에 끌리는 것처럼 움직인다는 사실을 보여줬다. 또 인플레이션이론을 만족하려면 암흑물질의 비율이 보이는 물질에 대해 약 100배가 되어야 한다는 결론에 이르게 된다. 이로써 암흑물질의 존재는 거의 확실시되고 있다.
1995년초에 웬디 프리드만 연구팀이 허블 우주망원경을 통해 관측한 자료를 통해 계산한 우주의 나이는 약 80억∼120억년이다.7) 이는 우주는 자신이 포함하고 있는 별들의 나이보다 더 젊다는 것을 의미한다. 그들의 관측사실이 공인된 것은 아니지만 사실이라면 현재로는 설명할 다른 방법이 없다. 만약 암흑물질이 다량으로 존재한다면 중력이 우주의 팽창을 감속시켜 실제보다 젊게 우주의 나이를 관측할 가능성이 있다.
더 먼 우주를 관측할수록 현재의 이론으로는 설명할 수 없는 더 큰 우주의 구조가 관측이 되고 있다. 또한 그 구조가 복잡하고 그 속의 천체들은 설명하기 어려운 운동을 한다. 국부우주의 불균일함과 복잡한 구조가 더 큰 영역에 걸쳐 있을 경우 우주의 역사와 구조를 해명하는 일은 더욱더 어려워진다. H값을 정확하게 알기 위해서는 더 멀리 있는 천체를 관측하여 균일한 우주팽창의 일관성을 얻어야 하고 국부우주에 포함되는 천체들의 복잡한 운동도 규명하여 그에 따른 적색편이의 보정을 하여야 할 것이다. 정확한 값을 구하기 위해서는 암흑물질의 존재여부를 밝혀야 하고 역시 국부우주의 구조를 밝혀 불균일함의 정도를 알아야 할 것이다.
Ⅶ. 결 론
지금까지 우주의 역사와 구조 그리고 우주론의 현재와 과제까지 살펴보았다. 하지만 우주의 존재에 대해 얼마만큼 다가갔는지는 알 수 없는 일이다.
우리가 알고 있는, 우리가 속한 은하계의 크기는 대략 10만 광년의 직경으로서, 1천억 개 이상의 별이 포함되어 있고 태양을 포함해서 그 중심이 한 번 회전하는 데는 약 2억년이 걸린다.
이러한 은하계는 우주에 수십억개가 있으며 가장 가까운 은하계라 할지라도 수십만 광년 거리에 떨어져 있고, 가장 멀리 관측되는 것은 50억 광년 이상에 있다.
은하계는 통산 몇 개의 계가 모여 은하단을 형성하며, 십여 개로부터 수천개의 은하계가 모여 은하단을 형성한다. 이들 은하단의 직경은 통상 수백만 광년에 달하고, 최근의 관측에 의하면 수 개의 은하단의 직경은 다시 은하집단을 구성해서 그 직경이 3억 광년에 달하는 것도 있다. 은하계의 성간 구성물질은 큰 차이를 보이지만 그 공간은 동질적인 것으로 보인다.
아인슈타인의 일반상대성 이론은 인력이 범 우주적으로 작용한다는 것을 가리키며, 만약 인력을 상쇄할 반격력이 있지 않다면-대단한 속도로 우주가 팽창하지 않는다면-우주는 수축 붕괴할 것으로 예상된다.
1931년에 이르러 허블과 밀톤 흄 에이손은 먼 은하계의 시선속도를 분석하여 우주가 정말로 팽창하고 있다는 것을 보여주었다. 오늘날의 이러한 관측은 100~200억년 전에는 우주의 모든 물질이 함께 뭉쳐 있었음을 추측케 한다. 일반상대성 이론에 입각해서, 현재의 유력한 우주모델은 우주 폭발이 우주팽창을 일으켰을 것으로 가설하고 있다.
최초에 우주는 어떤 미립자와 방사선만으로 구성되고 있었으나, 팽창함에 따라 우주는 식어지고, 원자핵과 그 후에 원자가 형성되었다. 중성을 띤 원자는 방사선과 그 이상 원자핵과 그 후에 원자가 형성되었다. 중성을 띤 원자는 방사선과 그 이상 반응치 않음에 따라 폭발 당시에 발생한 방사선은 지금까지 우주공간에 남아 우리 주위를 감싸고, 이는 1960년대 이후에 전방위에 걸쳐 관측되는 극도의 등온성 마이크로파 라디오 복사광(3k의 배경 복사광)으로 관측되고 있다.
1980년 중반에 실시한 관측으로는 우주가 영원히 팽창할 것이란 쪽으로 기울었지만 측정이 너무 불확실하다. 이론적인 가정들 역시 입증될 수 없는 것들로서 극도로 가설적이라고 할 수밖에 없다.
우주가 영원히 팽창할 것인지, 우주 공간의 평균 물질 밀도가 팽창을 멈추게 해서 궁극적으로 수축을 일으킬 만큼 충분한 인력을 작용케 할 것인지 어떤지는 미지의 상태로 남아 있다.
참고문헌
1) George Smoot and Keay Davison, "우주의 역사(Wrinkles in Time)" 1993 과학세대역 (1994)
2) D.W. Sciama, "현대 우주론", Cambridge university press 1973 양종만역 (1988), 2장 3장
3) 이철훈, "일반 상대론" 민음사 1986, 9장
4) Hans-Heinrich Voigt, "천문학 강요" 1969 일신사 (1982), 10장
5) Michael Zeilik, Stephen A. Gregory, Elske V.P. Smith, "Introductory Astronomy and Astrophysics" Saunders golden sunburst series 3rd ed. 1992, 22장 25장
6) Steven Weinberg, "Gravitation and Cosmology" John Wiley & Sons Inc. 1972, 14장
7) Michael D. Lemonick, J. Mandeleine Nash "Trouble with the Cosmos" an article from Time, March 6 1995, p.32

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