140 억이 조금도 조금 세지 전, 우리의 우주는 빅뱅 (Big Bang)으로 알려진 순간적인 사건으로 존재했습니다. 이전에 우리가 알고있는 공간과 시간조차도 아무것도 없었던 곳이 없었습니다. 갑자기 오늘날의 우주가 자랐던 과열 배아가 나타났습니다.
.오늘날 우리 우주의 공간은 엄청납니다. 천문학 자들이 망원경을 통해 밤하늘을 들여다 보면, 그들이 보는 가장 먼 은하는 수십억의 빛이 먼 곳입니다. 공간은 한 가지 간단한 이유, 즉 확장되고 있습니다. 이 확장은 Albert Einstein의 일반 상대성 이론 (아인슈타인이 처음에는 개념을 거부했지만)에 의해 예측되었으며 1929 년 미국 천문학 자 Edwin Hubble과 그의 조수 Milton Humason에 의해 발견되었습니다.
.더 읽기 :
- 어두운 에너지는 무엇입니까?
- 미지의 우주 - 10 개의 질문은 여전히 우주 학자들을 혼란스럽게합니다
그런 다음 레이스는 확장이 얼마나 빨리 일어나고 있는지 알아 내기 위해 진행되었습니다. 이것은 나이, 은하계와 같은 대규모 구조가 어떻게 형성되었는지, 그리고 아마도 가장 중요한 것은 우주가 어떻게 우주가 궁극적으로 날을 끝낼 수 있는지와 같은 시대와 같은 우주의 주요 특성을 결정할 것입니다. 천천히 팽창하는 우주의 내부 중력 당김은 결국 팽창을 중단하고 공간을 회상하게 할 것이며, 말 그대로 스스로 뒤로 물러서서 큰 크런치라고 불리는 일종의 역 빅뱅을 파악합니다.
.오히려 공이 공중으로 던져진 것처럼, 결국 중력의 힘에 대답하고 땅으로 떨어야합니다. 그러나 공을 공기에 훨씬 빨리 던지면 지구의 중력을 피할 수 있습니다. 빠르게 확장되는 우주는 거의 같은 방식으로 행동 할 것이며, 확장은 영원히 계속되고 있습니다. 은하계가 점점 더 많은 공간을 가로 질러 뻗어있을 때 점점 더 희석 된 우주를 이끌어냅니다.
.그럼에도 불구하고 더 오래 천문학 자들은 망원경을 쳐다 보았을 때, 중력의 행동으로 확장되는 단순한 물질로 가득 찬 우주가 관찰과 일치하지 않았다는 것이 명확 해졌다.
.
우선, 공간에 더 많은 재료가있는 것처럼 보였습니다. 1930 년대에, 은하의 클러스터를 조사한 천문학 자들은 클러스터의 일부 은하들이 너무 빨리 움직이는 것처럼 보였을 정도로 클러스터의 중력을 피할 수 있어야한다는 것을 발견했습니다. 은하가 모두 우주로 날아가는 것은 아니라는 단순한 사실은 클러스터에 충분한 중력이 있어야한다는 것을 의미했습니다.이 클러스터를 모두 묶인 시스템으로 유지하기에 충분한 중력이 있어야합니다. 그러나 이것을하기에 충분한 문제가있는 것 같습니다.
.나중에 1970 년대에 연구에 따르면 개별 은하에서 똑같은 불일치와 우주에서는 우주의 자료의 50 ~ 95 % 가이 신비한 보이지 않는 것들로 만들어 졌다는 것을 시사합니다. 아무도 그것이 무엇인지 확신하지 못했습니다 (그리고 오늘날에도 여전히 그렇습니다). 그러나 그들이 확신했던 것 중 하나는 -이 실종 된 물질의 모든 추가 중력은 브레이크를 우주 확장에 놓을 것으로 보였습니다.
.그러나 상황은 전적으로 낯선 사람을 얻을 수있었습니다. 1990 년대 중반, 천문학적 관찰과 이론적 계산 사이의 불화가 커지는 것은 천체 물리학 자들이 어둠의 물질이 우주의 유일한 숨겨진 구성 요소가 아니라고 믿도록 이끌었습니다. 그리고 1998 년에 이러한 의심은 확인되었습니다. 독립적으로 일하는 두 명의 천문학 자 팀은 우주의 확장이 중력으로 전혀 느려지지 않는다는 것을 발견했습니다. 사실, 꽤 반대로 - 가속화되고 있습니다.
더 읽기 :
- 10 미래의 우주 임무를 기대하는
- 모든 은하가 같은 방향으로 회전합니까?
이 추론은 초신성 연구에서 이루어졌습니다. 그들은 매우 밝고, 호스트 갤럭시의 모든 별들의 빛을 잠깐 더 돋보이게합니다. 이는 우주론에 완벽하게 만듭니다.
특히, 천문학자는 타입 1A (이진 별 시스템에서 발생하는 별 - 서로 궤도에있는 별 쌍)로 알려진 초신성 클래스를 보았습니다. 초신성 불 덩어리의 지속 시간은 공식으로 고유 한 밝기와 연결될 수 있기 때문에 특별합니다. 그리고 그것은 지구에서 볼 수 있듯이 명백한 밝기를 측정하는 것이 그들의 빛이 거리로 얼마나 어두워 졌는지, 따라서 그들과 호스트 은하가 실제로 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 보여줍니다.
유한 한 빛의 속도는 멀리 떨어진 은하가 시간이지 나면서 멀리 떨어져있는 것으로 보인다는 것을 의미합니다. 따라서 지구에서 은하계 수십억의 빛을 공부하면 천문학 자들은 과거에 수십억 년과 같은 우주가 무엇인지에 대한 스냅 샷을 제공합니다. 그리고이를 통해 두 천문학 자 팀은 우주 역사에 대한 시간이 지남에 따라 확장이 어떻게 바뀌 었는지에 대한 그림을 구축 할 수있었습니다. 그들의 발견은 우주가 나이가 들어감에 따라 확장 률이 꾸준히 증가하고 있음을 분명히 보여 주었다.
그러나 원인이 될 수있는 것은 무엇입니까? 물리학 자들은 '암흑 에너지'라는 이름을 빨리 생각해 냈지만, 그것이 무엇인지 정확히 알아내는 것은 또 다른 문제였습니다. 아인슈타인은 최선의 제안을 제시했습니다. 그는 우주가 자신이 '우주론 상수'(일반 상대성 방정식에서 일정한 용어로 나타나기 때문에 명명 된)에 의해 퍼져 있다고 말했다. 아인슈타인이 공간이 확장되고 있다는 일반 상대성 이론의 예측을 '치료'하려고했을 때 돌아 왔을 때 - 가속은 중력을 취소하고 우주를 정적으로 유지하는 데 필요한 것이 었습니다. 그러나 Hubble과 Humason의 공간이 넓어 졌다는 발견이 파산되었을 때 그는 빈에 우주론 상수를 신속하게 위탁했습니다.
물리학 자-아 원자의 물질 입자의 행동을 연구하는 과학자들은 빈 공간의 진공에서 우주적 상수 유사 효과가 발생해야한다고 계산했습니다. 양자 이론은 진공이 매우 짧은 시간에 걸쳐 '가상 입자'가 들어오고 나오는 것으로 채워져 있다고 예측합니다. 그리고이 모든 유령 입자들이 일반 상대성 이론의 방정식에 꽂을 때 생성 한 '진공 에너지'는 암흑 에너지를 설명 할 수있는 우주 가속 효과로 이어집니다. 그러나 문제는 양자 이론에서 예측 된 암흑 에너지의 양이 관찰 허가보다 훨씬 크다는 것입니다.
또 다른 가능성은 암흑 에너지가 빈 공간 자체가 아니라 물질 또는 에너지 충전 공간의 분야라는 것입니다. 이 프레임 워크에서, 암흑 에너지는 일정하지 않지만 우주가 확장됨에 따라 역동적으로 진화 할 것이다. 우주 학자들은 고대 그리스 철학자들이 우주를 구성한다고 믿었던 고전적인 요소의 다섯 번째에 대한 언급 인 물질 주행 모델의 분야를 설명하기 위해 'Quintessence'라는 용어를 만들어 냈습니다.
.Quintessence는 최근에 등장한 우주론의 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있기 때문에 매력적이며, 현재 우주 확장률의 현재 측정은 젊은 우주를 측정하고 최고의 우주 모델을 사용하여 시간에 전진함으로써 얻은 추정치보다 상당히 큽니다. 한 가지 솔루션은 우주의 확장뿐만 아니라 가속도 속도도 가속화되는 전형성과 같은 모델입니다. 즉, 우주 가속도가 시간이 지남에 따라 증가하고 있습니다. '팬텀 에너지'로 알려진이 이국적인 다양한 암흑 에너지가 생성되는 추가 가속도는 우주 팽창을 향상시켜 관찰과 일치합니다.
암흑 에너지가 우주를 다시 끌어 당기지 않고 우주의 확장을 유발하기 때문에,이 물건을 주최하는 우주는 영원히 계속 확장되어 큰 위기의 가능성을 배제 할 것 같습니다. 시변적인 정수 세트 필드는이 모든 것을 바꿀 수 있지만, 아마도 지금은 완전히 반대되는 일을하더라도 우주가 미래에 회상 할 수있을 것입니다.
더 많은 천문 관찰이 필요하며, 암흑 에너지의 본질을 더 탐구하기 위해 계획된 몇 가지 프로젝트가 있습니다. 2020 년 칠레의 대형 시놉 틱 조사 망원경 (LSST)은 먼 은하에 대한 10 년간의 연구를 시작할 것입니다. 또한 그해 유럽 우주국은 유클리드 우주 망원경을 출시 할 예정입니다. 그리고 2020 년대 중반 NASA는 자체 우주 전망대 인 WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope)를 시작합니다. 암흑 에너지의 특성에 대한 현재 추정치는 아인슈타인의 우주 론적 상수처럼 10 %의 정확도로 동작한다는 것을 확인합니다. 유클리드, Wfirst 및 LSST는 이것을 약 3 %까지 강화할 것입니다. 또는 더 흥미롭게도, 어두운 에너지가 완전히 다른 동물이라는 증거를 발견 할 수 있습니다. 우리는 그냥 기다려야 할 것입니다.
오늘날, 암흑 에너지의 존재에 대한 증거는 상당히 철분이 있습니다. 최상의 관찰은 그것이 우리 우주의 69 %를 차지하고 있음을 시사합니다. 약 26 %는 암흑 물질이며, 원자와 분자 - 별과 행성, 그리고 당신과 나는 제작 된 것 - 다소 5 %를 차지합니다. 2011 년에, 획기적인 초신성 관찰을 한 천문학 자들은 그 존재를 확인한 물리학 상을 수상했습니다.
암흑 에너지는 우주론에서 이해하지 못하는 것의 중심에 있습니다. 이 수수께끼를 깨뜨리는 것은 우주의 사자의 몫이 무엇을 만들어 내고, 기본 입자 물리학에 대한 새로운 세부 사항을 드러낼 수 있으며, 아마도 빅뱅의 본질에 대한 단서를 얻을 수 있으며, 우주가 어떻게 죽을 것인지 거의 확실하게 결정할 것입니다.
.그렇기 때문에이 수수께끼가 21 세기에 우주 학자들에게 가장 시급한 우선 순위 중 하나입니다.
모든 것의 시작과 끝 :빅뱅에서 우주 끝까지 Paul Parsons 박사는 현재 이용할 수 있습니다 (£ 16.99, Michael O'Mara)
Twitter, Facebook, Instagram 에 대한 과학 초점을 따르십시오 및 플립 보드
