현대 연구에 따르면 우주는 평평하다. 그러나 그게 무슨 뜻입니까?
내용
- 1 기하학, 토폴로지 및 빅뱅
- 2 유한 한 대 무한
- 3 그러나 빅뱅은 어떻습니까?
- 4 우주의 전체 모양
기하학, 토폴로지 및 빅뱅
우주의 모양에 대해 생각하는 것은 그 자체로 약간 터무니 없습니다. 당신이 어떤 것의 모양을 고려할 때, 당신은 그것을 외부에서 볼 수 있지만 어떻게 우주를 외부에서 볼 수 있습니까? 이것을 논의 할 때, 천문학 자들은 일반적으로 두 가지 개념에 접근한다 :
- 로컬 형상. 이것은 곡률과 함께 관찰 가능한 우주의 기하학에 관한 것입니다.
- 글로벌 형상. 이것은 우리가 관찰 할 수있는 모든 것과는 반대로 토폴로지, 모든 것과 관련이 있습니다.
우리가 전체 우주를 관찰 할 수 있고 우리가 지오메트리 나 다른 특성으로 어떻게 든 제한되지 않는다면, 두 사람은 일치합니다. 그러나 두 사람이 일치하지 않을 가능성이 높으며, 우리의 관찰은 우주의 본질적인 특성으로 어떻게 든 제한되어 있습니다. 우리는 적어도 지금은 알 수 없습니다.
.대부분의 사람들은 우주 전체가 대칭 적으로 둥글게 될 것으로 기대합니다. 지구에 대해 말하면 잠시 동안 고려해 봅시다. 우리는 지구가 평평하지 않다는 것을 알고 있지만 그 의미는 무엇입니까? 기하학적으로 표면의 평행선이 실제로 평행하지 않음을 의미합니다. 모든 선은 평행하게 시작하더라도 극 중 하나에서 연합하게되며 그 사이의 거리는 일정하지 않습니다. 다음과 같이 :
따라서 평평한 우주는 평행 한 선을 그린 평행선이 평행하게 유지된다는 것을 의미합니다. 여기에는 열쇠가 있습니다. 과학자들은 광범위하게 말하고 단순화하는 것을 단순화하면서 여러 은하의 빛이 우주의 먼 거리에서 서로 평행하게 유지된다고 지적했다. 바리온 진동 분광 설문 조사 (BOS) 망원경은 관찰 가능한 우주가 실제로 평평하고 그 의미가 당황하다는 매우 강력한 증거를 제시했습니다.
우주가 아마도 평평한 이유를 자세히 설명하는 훌륭한 비디오는 다음과 같습니다.
유한 대 무한
그 모양과 관련된 우주에 대한 또 다른 논쟁은 무한대입니다. 우주는 정말로 크다. 우리는 그것을 알고 있지만, 그것은 정말로 무한대입니까?
고대부터 인간은 스스로에게 물었다. 18 세기에 독일의 천문학자인 하인리히 빌헬름 올 버스 (Heinrich Wilhelm Olbers)는 역설을 생각해 냈습니다. 우주가 무한하다면 하늘은 어둡지 않을 것입니다. 왜? 어떤 방향 으로든 보이기 때문에 무한한 공간이 있고 결국에는 빛을 보낼 별을 만나게 될 것입니다. 밤하늘은 완전히 밝아지지 않기 때문에 우주는 무한하지 않습니다. 불행히도 그렇게 간단하지 않습니다. Olber의 역설에 대한 많은 설명이있을 수 있으며 간단한 것은 없습니다. 우주는 빠르게 확장되고 있으므로 먼 별들은 붉은 색으로 갈아 입습니다. 또는 다른 별의 빛은 단순히 우리에게 도달하지 못했습니다. 다시 한 번 알 수 없습니다. 우리가 아는 것은 약 137 억 년이 넘는 물건 (최신 수치)이 우리에게 도달하기에는 너무 멀리 떨어져 있다는 것입니다. 그래서 우리는 우주의 시대를 거의 알고 있지만 그 크기는 어떻습니까?
당신은 "왜 우리는 왜 모든 방향으로보고 그것이 얼마나 큰지 보지 않습니까?"라고 말할 수 있습니다. 그러나 아아, 다시 한 번 - 그렇게 간단하지 않습니다.
관찰 가능한 우주의 직경은 910 억 광년입니다. 관찰 가능한 우주의 가장자리에서 빛이 여행 한 빛의 거리는 우주의 시대에 매우 가깝습니다. 빛의 속도는 138 억 광년, 지구의 가장자리와 지구의 가장자리가 더 멀어 졌기 때문에 주어진 시간의 거리를 나타내지 않습니다. 우리는 관찰 가능한 우주의 가장자리를 넘어서 공간을 관찰 할 수 없기 때문에 우주가 inifinite인지 아닌지 직접 알 수 없습니다. 우주 배경 탐색기 (Cobe), Wilkinson 마이크로파 이소 트로피 프로브 (WMAP) 및 CMB의 플랑크 맵을 포함한 현대적인 측정은 우주가 범위로 무한하다는 것을 암시하지만 여전히 진행중인 논쟁입니다.
그러나 빅뱅은 어떻습니까?
대부분의 사람들은 빅뱅 중에 무슨 일이 있었는지에 대한 일종의 기본 아이디어를 가지고 있으며, 이것이 가장 오해가있는 곳입니다. 그것이 공간이 존재했을 때, 대부분의 사람들은 그것이 모든 방향으로 똑같이 확장되는 것을 상상하지만, 상황이 어떻게 줄어드는지는 아닙니다. 빅뱅 이전에는 공간이나 시간이 없었습니다. 따라서 우주가 확장 할 빅뱅의 외부는 아무것도 없습니다. 우주는 단순히 매우 작은 볼륨에서 막대한 양으로 확장되었으며,이 확장은 오늘날에도 발생하고 있습니다. 그러나 모든 방향으로 확장이 대칭 적으로 이루어 졌다는 보장은 없습니다.
로컬 및 글로벌 지오메트리로 돌아 갑시다. 우리의 과학적 관찰이 감지하는 것은 지역 기하학, 관찰 가능한 우주입니다 (우리는“관찰 가능한” - 이름 만 관찰 할 수 있습니다). 우리의 관찰은 철저하고 잘 생각할 수 있다고 생각할 수 없습니다.
우주의 전체 모양
결국, 우리는 잠재적으로 평평하고 잠재적으로 무한한 우주를 남겨두고 있지만 글로벌 모양은 무엇입니까? 불행히도, 우리는 정말로 모릅니다. 선이 평행하고 관찰 가능한 우주가 평평하더라도 전체 우주가 평평하다는 것을 의미하지는 않습니다. 그것은 우리가 아는 모든 것을위한 Möbius 스트립 일 수 있습니다. 공간이 구부러지고 왜곡되는 모양이지만 선은 평행하게 유지되어 궁극적으로 공간의 한쪽 끝을 다른 쪽 끝에 연결합니다.
하루가 끝나면 세 가지 뚜렷한 가능성이 있습니다.
- 곡률이없는 우주. 평평한 우주. 반드시 무한한 것은 아니며 반드시 종이 시트처럼 보이지는 않습니다. 또한 Torus와 같은 모양을 가질 수 있습니다.
- 긍정적 인 곡률을 가진 우주. 구형 모양.
- 부정적인 곡률을 가진 우주. 당신은 그것을 무한히 확장 된 안장 모양의 3 차원 유사체로 국부적으로 생각할 수 있습니다.
우리는 어느 것이 사실인지 모른다. 우리가 아는 것은 관찰 가능한 우주가 평평하다는 것입니다. 그 자체로는 놀라운 발견이라는 것입니다.
