자연・우주

우리 우주는 아기 우주를 흡수하며 팽창하고 있다.

신비과학 2024. 3. 29. 11:51

 

 

 

빅뱅 이후로 끝없이 팽창하고 있는 우주.

 

우주의 팽창은 지금도 이해되지 않는 가장 큰 우주의 미스터리입니다.

 

과학자들은 이를 설명하기 위해서, 그동안 다양한 가설들을 제안해 왔는데요.

 

그 중에서 가장 많은 지지를 받고 있는 가설이 바로 '암흑 에너지' 가설입니다.

 

이제 대부분의 과학자들은 이 암흑 에너지를 이용해서 우주의 팽창을 설명하고 있죠.

 

그런데 이들과는 생각이 다른 과학자들도 여전히 많이 남아 있습니다.

 

얼마전 다른 과학자들은 암흑 에너지를 대체할 수 있는 가설을 발표했는데요.

 

우주가 팽창하는 이유는, 우리 우주가 다른 우주를 집어 삼키고 있기 때문이라는 겁니다.

 

 

 

 

 

 

우주는 70km/s/Mpc의 속도로 팽창되고 있습니다.

 

70km/s/Mpc는 은하들이 서로 멀어지는 속도를 말하는데요.

 

약 326만 광년 거리에서 1초 당 70km씩 멀어지고 있다는 것을 의미합니다.

 

이 수치를 허블 상수라고 하며, 1929년에 허블에 의해서 처음 발표되었죠.

 

이렇게 우주의 팽창은 그 속도가 측정될 정도로 명확히 관측된 현상입니다.

 

 

 

 

 

 

하지만 과학자들은 끝내 우주가 팽창하는 이유는 설명할 수 없었습니다.

 

무려 약 70년 동안이나, 과학자들은 그 이유를 전혀 설명할 수가 없었죠.

 

물론 그동안 정말 많은 가설들이 등장했다가 사라지기를 반복했습니다.

 

그리고 70년 후, 드디어 가장 유력한 가설 하나가 등장하게 되었는데요.

 

이 가설은 바로 '암흑 에너지' 가설이었습니다.

 

이 가설은, 암흑 에너지가 우주 공간 전체에 존재하고 있다고 제안했습니다.

 

무려 우주의 약 67%를 차지하고 있으며, 장(filed)의 형태로 존재하고 있죠.

 

하지만 암흑 에너지의 가장 큰 특징은, 중력에 반대되는 강한 반발력을 가지고 있다는 것이었습니다.

 

그래서 우주에 존재하는 모든 물질들을 바깥 쪽으로 계속 밀어내고 있다는 거죠.

 

이것이 바로 우주가 팽창하고 있는 가장 큰 이유라는 겁니다.

 

이 암흑 에너지 가설은 1999년 이후, 지금까지 가장 유력한 가설로 받아들여지고 있습니다.

 

 

 

 

 

 

하지만 암흑 에너지가 관측되거나 감지된 적은 아직 한 번도 없습니다.

 

존재할 것으로 추정이 되고 있는, 여전히 미스터리한 미지의 에너지라고 할 수 있죠.

 

반대로 말하면, 이 가설을 대체할 수 있는 새로운 가설이 얼마든지 등장할 수도 있다는 얘기입니다.

 

기본 전제는 중력에 의해 우주는 팽창할 수 없지만, 우주는 팽창하고 있다는 겁니다.

 

그래서 암흑 에너지가 필요했던 거죠.

 

하지만 우리 우주가 주변의 다른 우주들을 계속 흡수하고 있다면 어떻게 될까요?

 

이것이 바로 얼마전에 발표된 다중 우주 흡수 가설입니다.

 

이 새로운 가설은, 다른 우주와의 상호 작용 때문에 우리 우주가 팽창하고 있다고 제안합니다.

 

즉, 우리 우주가 다른 우주를 집어삼키면서 몸집을 빠르게 불려나가고 있다는 거죠.

 

이게 답니다. 필요한 것은 우리 우주 주변에 무수히 존재하고 있는 작은 아기 우주들 뿐이죠.

 

그리고 또 하나, 이것을 받아들일 수 있는 우리의 열린 마음입니다.

 

그래서 이 가설은 너무 간단합니다. 우주 상수니 암흑 에너지니 전부 필요가 없어지죠.

 

 

 

 

 

 

과학자들은 이 가설이 실제 관측 데이터와도 상당히 일치한다는 것을 확인했습니다.

 

오히려 현재의 표준 우주론보다 더 일치하고 있다는 사실도 깨닫게 되었죠.

 

그렇다면 우주 탄생 초기에 발생된 우주의 급팽창은 어떻게 설명할 수 있을까요?

 

우리 우주가 갓 탄생했을 때는, 다른 우주를 흡수할 수 없을 정도로 매우 작았텐데요.

 

현재 이론에서는 이를 '인플라톤(Inflaton)', 즉 인플레이션 장 때문이라고 생각하고 있습니다.

 

인플레이션 장은 아직 발견되지 않은 가상의 에너지 장을 말하는데요.

 

빅뱅 직후 아주 짧은 시간 동안만 존재했다가 급격히 붕괴했을 것으로 추정되는 에너지입니다.

 

이 과정에서 발생된 엄청난 양의 에너지가, 초기의 우주를 급팽창시켰다는 가설이죠.

 

하지만 다중 우주 가설에서는, 다른 메커니즘이 작용했을 수 있다고 제안하고 있습니다.

 

초기 우주에서 발생된 급팽창은, 우리 우주가 더 큰 우주에 흡수되었기 때문에 발생했다는 겁니다.

 

거대한 우주의 일부가 되는 과정에서, 우리의 우주가 급격하게 늘어나게 되었다는 거죠.

 

이 사건은, 우리 우주가 초기에 급팽창을 겪었던 것처럼 보이게 만들었을 겁니다.

 

이렇게 다중 우주 가설은, 인플레이션 장같은 복잡한 개념도 배제할 수 있었습니다.

 

 

 

 

 

 

다중 우주 가설은, 우주의 팽창을 정말 간단하게 설명했습니다.

 

하지만 수학적 계산만 존재할 뿐, 이에 대한 실제 관측은 아직 없는 상태입니다.

 

현재까지 그 어떠한 가설도 암흑 에너지 가설을 밀어내지는 못했했는데요.

 

과연 이 다중 우주 가설이 암흑 에너지 가설을 대체할 수 있을까요?

 

또한 이 가설을 받아들여서, 더욱 발전시킬 수 있는 과학자들이 있을까요?

 

 

암흑 에너지를 대체하려는 과학자들의 시도는 계속되고 있습니다.

 

어쩌면 가까운 미래에는 암흑 에너지보다 더 강력한 가설이 등장할지도 모르죠.

 

혹시 그 가설이 바로 오늘 소개해드린 이 가설이 될 수도 있습니다.

 

 

 

 

 

 

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