확장하는 우주: 나이, 역사 및 기타 사실

우주 기반 이미징은 폭발하는 별, 충돌하는 은하, 블랙홀 등과 같이 이전에는 볼 수 없었던 우주의 시각적 탐색을 가능하게 하여 지구 대기 위의 전자기 스펙트럼의 수많은 파장에서 볼 수 있게 되었습니다.

(이미지 제공: SRON)



우주는 상상할 수 없을 정도로 뜨겁고 밀도가 높은 빅뱅과 함께 탄생했습니다. 우주가 겨우 10이었을 때-3. 41초 정도, 즉 100분의 10억분의 1조분의 1조분의 1초에 불과한 이 우주는 인플레이션이라고 하는 놀라운 팽창을 경험했습니다. 이 팽창에서는 공간 자체가 빛의 속도보다 더 빠르게 팽창했습니다. 이 기간 동안 우주는 최소 90배 크기로 두 배로 커져 거의 순식간에 아원자 크기에서 골프공 크기로 변했습니다.



팽창하는 우주를 이해하기 위한 작업은 이론 물리학과 천문학자들의 직접적인 관찰이 결합된 결과입니다. 그러나 어떤 경우에는 천문학자들이 직접적인 증거를 볼 수 없었습니다. 예를 들어 우주 마이크로파 배경과 관련된 중력파의 경우, 빅뱅의 남은 복사선이 있습니다. 2014년에 이 파동을 발견했다는 예비 발표는 천문학자들이 감지된 신호가 은하수의 먼지로 설명될 수 있다는 것을 발견한 후 빠르게 철회되었습니다.

NASA에 따르면 인플레이션 이후 우주의 성장은 계속되었다. 그러나 더 느린 속도로 . 우주가 팽창함에 따라 우주는 냉각되고 물질이 형성되었습니다. 빅뱅 후 1초 후에 우주는 중성자, 양성자, 전자, 반전자, 광자 및 중성미자로 채워졌습니다.



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우주의 처음 3분 동안 빛의 원소는 빅뱅 핵합성으로 알려진 과정에서 태어났습니다. 100 nonillion(1032) 켈빈에서 10억으로 (109) 켈빈, 양성자와 중성자가 충돌하여 의 동위 원소인 중수소 수소 . 대부분의 중수소가 결합하여 헬륨 , 그리고 미량의 리튬 도 생성되었습니다.

프랑스 국립 우주 연구 센터(Centre National d'Etudes Spatiales, 또는 CNES)에 따르면 처음 380,000년 정도 동안 우주는 본질적으로 너무 뜨거워서 빛이 비치지 않았습니다. 창조의 열은 원자들을 뭉쳐서 불투명한 밀도의 플라스마로 분해하기에 충분한 힘을 가했습니다. 양성자, 중성자, 전자의 수프 안개처럼 흩어지는 빛.



빅뱅 후 약 38만 년 후, 물질은 재결합의 시대에 원자가 형성될 만큼 충분히 냉각되어 결과적으로 투명하고 전기적으로 중성인 가스 , NASA에 따르면. 이 세트는 빅뱅 동안 생성된 최초의 빛의 섬광을 느슨하게 했으며, 이는 오늘날 다음과 같이 감지할 수 있습니다. 우주 마이크로파 배경 방사선 . 그러나 이 시점 이후 우주는 아직 별이나 다른 밝은 물체가 형성되지 않았기 때문에 암흑에 빠졌습니다.

빅뱅 후 약 4억 년 후, 우주가 우주에서 출현하기 시작했습니다. 우주 암흑기 재이온화 시대. 5억 년 이상 지속된 이 기간 동안 가스 덩어리가 붕괴하여 최초의 별과 은하를 형성했으며, 이 에너지의 자외선은 중성 수소의 대부분을 이온화하고 파괴했습니다.

우주가 팽창하더라도 점차 느려졌다 우주의 물질이 중력에 의해 스스로 끌어당기듯이, 빅뱅 이후 약 50~60억년 , NASA에 따르면 현재 암흑 에너지라고 불리는 신비한 힘이 우주의 팽창을 다시 가속화하기 시작했으며 오늘날에도 계속되고 있는 현상입니다.

빅뱅 후 90억 년이 조금 지난 후, 우리 태양계가 탄생했습니다.

빅뱅

빅뱅은 이름에서 알 수 있지만 일반적으로 그런 것들을 생각하는 방식으로 폭발적으로 발생하지 않았습니다. 우주는 우주로 팽창하지 않았다 우주는 우주 이전에 존재하지 않았다 , NASA에 따르면 대신 빅뱅을 다음과 같이 생각하는 것이 좋습니다. 우주의 모든 곳에서 우주의 동시 출현 . 우주는 빅뱅 이후 어느 한 지점에서 팽창하지 않았습니다. 오히려 공간 자체가 늘어나면서 물질을 운반했습니다.

우주의 정의는 우리가 알고 있는 모든 공간과 시간을 포함하기 때문에 NASA는 다음과 같이 말합니다. 빅뱅의 모델을 넘어서 우주가 무엇으로 팽창하고 있는지 또는 무엇이 빅뱅을 일으켰는지 말하는 것. 이러한 질문에 대해 추측하는 모델이 있지만 아직까지 현실적으로 테스트 가능한 예측을 한 모델은 없습니다.

2014년 Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics의 과학자들은 우주 마이크로파 배경에서 중력파의 첫 번째 직접적인 증거가 될 수 있는 희미한 신호를 발견했다고 발표했습니다. 그 발견은 뜨거운 논쟁을 불러일으켰고, 천문학자들은 은하수의 먼지가 그들의 발견을 설명할 수 있다는 것을 깨달았을 때 곧 그들의 결과를 철회했습니다. 신비한 물결

구상성단 NGC 6397은 약 400,000개의 별을 포함하고 있으며 남쪽 별자리 Ara에서 약 7,200광년 떨어져 있습니다. 135억 년으로 추정되는 이 천체는 빅뱅 이후 형성되는 은하계의 첫 천체 중 하나일 가능성이 높습니다.

구상성단 NGC 6397은 약 400,000개의 별을 포함하고 있으며 남쪽 별자리 Ara에서 약 7,200광년 떨어져 있습니다. 135억 년으로 추정되는 이 천체는 빅뱅 이후 형성되는 은하계의 첫 천체 중 하나일 가능성이 높습니다.(이미지 크레디트: 유럽남방천문대)

나이

현재 우주의 나이는 대략 138억 년으로 추정되며, 1억 3천만 년을 주기도 하고 주기도 합니다. 이에 비해 태양계의 나이는 약 46억 년에 불과합니다.

이 추정치는 우주의 물질 구성과 에너지 밀도를 측정한 것입니다. 이를 통해 연구자들은 과거에 우주가 얼마나 빨리 팽창했는지 계산할 수 있었습니다. 그 지식으로 그들은 시계를 되돌릴 수 있었고 빅뱅이 일어났을 때 추정 . 그때와 지금 사이의 시간이 우주의 시대입니다.

구조

과학자들은 우주의 가장 초기에 물질과 에너지가 거의 균일하게 분포된 우주에 대해 말할 만한 구조가 없었다고 생각합니다. NASA에 따르면, 작은 변동의 중력 그 당시 물질의 밀도는 오늘날 볼 수 있는 거대한 거미줄 같은 별과 공허한 구조를 일으켰습니다. 밀도가 높은 지역은 중력을 통해 점점 더 많은 물질을 끌어들이고, 질량이 커질수록 중력을 통해 더 많은 물질을 끌어들여 별을 만들 수 있습니다. 은하계 로 알려진 더 큰 구조 클러스터, 슈퍼 클러스터, 필라멘트 및 벽 , 수천 개의 은하가 도달하는 '만리장성'으로 10억 광년 이상 길이. 덜 조밀한 영역은 성장하지 않고 보이드라고 하는 비어 있는 것처럼 보이는 영역으로 진화했습니다.

콘텐츠

약 30년 전까지만 해도 천문학자들은 우주가 거의 대부분이 일반 원자 , 또는 '중입자 물질'이라고 NASA에 따르면. 그러나 최근에는 우주를 구성하는 대부분의 성분이 우리가 볼 수 없는 형태로 나타난다는 증거가 더욱 많아졌습니다.

원자는 우주의 4.6%만을 차지한다는 것이 밝혀졌습니다. 나머지 중 23%는 암흑 물질로 구성되어 있으며, 이는 일반 물질과 매우 약하게 상호 작용하는 하나 이상의 아원자 입자로 구성되어 있을 가능성이 있으며 72%는 암흑 에너지로 구성되어 있으며, 이는 분명히 우주의 가속 팽창을 주도하고 있습니다. 우주.

우리에게 친숙한 원자에 관해서는 수소가 구성됩니다. 약 75% NASA에 따르면 헬륨은 약 25%를 구성하고 더 무거운 원소는 우주 원자의 아주 작은 부분만을 구성합니다.

모양

우주의 모양과 그 범위가 유한한지 무한한지는 우주의 팽창 속도와 중력 사이의 투쟁에 달려 있습니다. 문제가 되는 끌어당김의 강도는 부분적으로 우주에 있는 물질의 밀도에 달려 있습니다.

우주의 밀도가 특정 임계값을 초과하면 우주는 ' 닫은 '와 구면과 같은 '양의 곡선'. 이것은 처음에 평행한 광선이 천천히 수렴하고, 우주가 충분히 오래 지속된다면 결국 교차하고 시작점으로 되돌아갈 것임을 의미합니다. 그렇다면 NASA에 따르면 우주는 무한하지 않지만 끝은 없다 , 구면의 면적이 무한하지 않지만 말할 시작도 끝도 없는 것처럼. 우주는 결국 팽창을 멈추고 스스로 붕괴하기 시작할 것입니다. 이른바 '빅 크런치'입니다.

우주의 밀도가 이 임계 밀도보다 작으면 공간의 기하학은 ' 열려있는 '와 '음으로 휘어진' 안장의 표면처럼. 그렇다면 우주에는 한계가 없으며 영원히 확장 .

우주의 밀도가 임계 밀도와 정확히 같다면 우주의 기하학은 ' 평평한 ' NASA에 따르면 종이처럼 곡률이 0입니다. 그렇다면 우주는 끝이 없고 영원히 팽창하겠지만 팽창 속도는 점차 무한한 시간 후에 0에 접근 . 최근 측정에 따르면 우주는 2%의 오차 범위로 평평합니다.

우주는 전체적으로 다른 곡률을 가지고 있는 것처럼 보이지만 전체적으로 더 복잡한 모양을 가질 수 있습니다. 예를 들어 우주는 다음을 가질 수 있습니다. 토러스 또는 도넛 모양 .

팽창하는 우주

1920년대 천문학자 에드윈 허블 발견 우주는 정적이 아니었다 . 오히려 확장되고 있었습니다. 우주가 분명히 빅뱅에서 태어났다는 것을 밝혀낸 발견.

그 후 오랫동안 우주의 물질의 중력은 우주의 팽창을 늦추다 . 그러다 1998년, 허블 우주 망원경 아주 먼 초신성에 대한 '의 관찰은 오래전에 우주가 오늘날보다 더 느리게 팽창하고 있었다는 것을 보여주었다. 즉, 우주의 팽창은 중력에 의해 느려지는 것이 아니라, 설명할 수 없을 정도로 가속되고 있었다. 이 가속 팽창을 주도하는 알려지지 않은 힘의 이름은 암흑 에너지이며 과학에서 가장 큰 미스터리 중 하나로 남아 있습니다.

demokratija.eu 기고가인 Nola Taylor Redd와 Elizabeth Howell의 추가 보고.