천문학자들도 대답하기 어려운 5가지 우주의 미스터리

 

과학 기술의 발전으로, 인류는 우주에 대해서 점점 더 많은 것들을 밝혀내고 있습니다.

 

이제 과학자들은 전보다 훨씬 더 많은 질문에 대해서 답을 할 수 있게 되었죠.

 

그럼에도 불구하고, 여전히 대답할 수 없는 우주의 오래된 미스터리가 있습니다.

 

어쩌면 이 미스터리에 대한 답은 우리 세대에서는 들을 수 없을지도 모릅니다.

 

 

 

 

5. 우주의 빛은 어디에서 오는걸까요?

 

 

우주에는 우리가 생각하는 것 보다 훨씬 더 많은 빛이 있습니다.

 

그리고 과학자들은 이 많은 빛들이 어디에서 오고 있는 것인지 아직 잘 모르고 있죠.

 

작년에 과학자들은 우주가 실제로 얼마나 밝은지를 알아보기 위한 실험을 진행했습니다.

 

NASA의 뉴 호라이즌 탐사선이 수집한 데이터를 이용해 알려져 있는 우주의 모든 빛들을 제거해 본겁니다.

 

실험 결과는 과학자들의 예상과는 완전 달랐는데요.

빛을 제거했음에도 불구하고 우주에는 여전히 많은 빛들이 남아 있습니다.

 

물론 뉴 호라이즌의 기술적인 문제나 과학자들이 미처 생각하지 못한 계산 착오 때문일 수도 있을 겁니다.

 

하지만 그 가능성은 매우 낮으며, 우주에는 우리가 알지 못하는 많은 빛들이 존재하기 때문일 수 있습니다.

 

암튼, 우주에서 밝게 빛나고 있는 빛의 절반에 대해서 과학자들은 설명하지 못하고 있습니다.

 

 

* 논문 출처 : https://arxiv.org/pdf/2011.03052.pdf

 

 

4. 지구와 같은 행성이 존재할까요?

 

 

지구는 태양계에서 생명이 존재하고 있는 유일한 행성입니다.

 

또한 태양계 바깥의 우주에서도 생명을 품고 있는 행성은 아직 한개도 찾지 못했습니다.

 

그러나 우주의 크기는 약 920억 광년(관측 가능한)으로 엄청나게 거대한데요.

 

이렇게 거대한 우주에는 아무리 낮게 잡아도 1000억 개 이상의 은하가 존재하고 있습니다.

 

그리고 우리 은하에만 최소한 약 1000억 개 이상의 별들이 존재하고 있죠.

 

또한 우주에 존재하는 거의 모든 별들은 최소한 하나 이상의 행성을 가지고 있습니다.

 

 

 

 

그러면 우주에는 과연 몇 개의 행성들이 존재할 수 있을까요?

계산해보면 최소한 10,000,000,000,000,000,000,000(100해)개가 넘는 행성이 존재할 수 있다는 것을 알 수 있습니다.

 

다시 말하지만 이러한 결과는 가장 최소한의 수치를 적용해서 계산한 결과입니다. 

 

이렇게 많은 행성 중에서 지구와 비슷한 지적 생명체가 살고 있는 행성은 정말 단 한 개도 없는 걸까요?

 

이러한 질문에 대해서 과학자들은 여전히 답을 할 수 없습니다.

 

우리 생각에는 적어도 한 두개 쯤은 있어도 될 것으로 생각되지만, 과학은 그런식으로 작동하지 않기 때문입니다.

 

 

3. 우주는 어떻게 끝나게 될까요?

 

 

우리는 우주의 시작에 대해서 약간은 추정할 수 있지만, 마지막은 전혀 알 수가 없습니다.

 

그동안 우주의 마지막에 대해서 많은 논쟁이 있어왔지만, 아직도 명확한 답은 나오지 않고 있죠.

 

그래도 과학자들은 우주의 마지막에 대한 다양한 시나리오들을 만들어 냈습니다.

 

일단 가장 잘 알려져 있는 가설로는 빅뱅과 반대되는 개념인 빅 크런치 가설을 들 수 있습니다.

 

이 가설은 우주가 계속 팽창하다가 어느날 한계점에 도달하게 되면 반대로 수축하게 되어, 다시 빅뱅이 일어나게 된다고 주장합니다.

 

그리고 이러한 빅 크런치는 무한히 반복될 수 있으며, 그렇게 되면 빅 바운스라는 순환 모델로 연결되죠.

 

또 다른 가설로는 빅 프리즈라는 가설이 있는데, 이 가설에 의하면 우주의 마지막에는 모든 열이 사라져 공허만 남게 된다는 겁니다.

 

우주에 존재했던 모든 물질과 에너지는 사라지고 분산되어 우주는 절대 영도에 가까운 영원한 공허만이 남게 된다는 겁니다.

 

마지막으로, 빅 립(Big Rip)이라는 가설도 있는데, 이 가설은 암흑 에너지가 우주의 팽창보다 훨씬 빠르게 축적될 수 있다고 주장합니다.

 

시간이 흘러 우주에 너무 과도한 암흑 에너지가 쌓이게 되면 우주는 폭발하게 되어 결국 산산 조각나게 된다고 합니다.

 

 

2. 우주는 무엇으로 이루어져 있나요?

 

 

얼핏 우주의 상당 부분은 어떠한 개체들로 구성되어 있을거라 생각할 수 있습니다.

 

예를 들면, 항성, 행성, 소행성 그리고 이들을 이루고 있는 은하 같은 것들로 말이죠.

 

하지만 이러한 물체들은 전체 우주에서 약 10% 정도 밖에 되지 않을 것으로 추정되고 있습니다.

 

심지어 어떠한 연구에서는 1% 미만으로 추정하기도 했습니다.

 

현재 과학자들은 우주를 구성하는 90 ~ 99%는 대략 두 가지로 이루어져 있을 것으로 추정하고 있는데요.

 

이 두 물질은 바로 암흑 에너지와 암흑 물질이며, 대략 7:3 정도의 비율로 존재하고 있을 것으로 생각되고 있습니다.

 

하지만 과학자들은 여전히 암흑 에너지나 암흑 물질의 발견은 커녕 이것이 정확히 무엇인지 조차도 모르고 있죠.

 

이 오래된 질문에 대한 정확한 답은 과연 언제쯤 나올 수 있을까요?

 

 

1. 빅뱅 이전에 무슨 일이 있었나요?

 

 

우주는 약 138억년 전에 빅뱅과 함께 시작되었습니다.

 

그리고 과학자들은 빅뱅 직후에 일어난 일들에 대해서 어느 정도의 그림을 그려나가고 있죠.

 

비록 가설이긴 해도 우리는 빅뱅의 1초 후에 대해서는 추측할 수 있습니다.

 

하지만, 빅뱅 1초 전에는 무슨 일이 있었는지 상상하는 것조차 매우 어렵다고 할 수 있는데요.

 

빅뱅 이전이라는 개념은 우리가 가지고 있는 모든 논리를 무시해 버리기 때문입니다.

 

그나마 한가지 추정할 수 있는 건, 빅뱅이 일어나기 전이기 때문에 어떠한 사건도 아직 일어나지 않은 상태라는 겁니다.

 

즉, 시간과 공간은 빅뱅 이후에 만들어졌기 때문에, 빅뱅 이전에는 시간과 공간이 존재하지 않을 가능성이 있습니다.

 

이 것만으로도 벌써 인간의 이해를 아득히 뛰어넘는 개념이라고 할 수 있죠.

 

어쩌면 스티븐 호킹의 말대로 정말 의미가 없는 질문일 수도 있습니다. 

 

선례도, 개념도 존재하지 않는 것에 대한 과학적 개념을 묻는 것 자체가 잘못되었을 수 있다는 겁니다.

 

여러분들은 태어나기 전에 무엇이었나요? 남극의 남쪽은 무엇인가요? 라는 질문처럼 말입니다.

 

빅뱅 이전의 세계에 대해서는 일단 묻어 두는게 나을지도 모르겠습니다.

 

 

 

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