암흑물질과 가속되는 우주의 역사

암흑 물질과 암흑 에너지

지난 10년동안 수집한 새로운 데이터에서는 오늘날의 과학에서 가장 중요하게 고려되어야 할 많은 의문들이 제기되었습니다. 특이할 만한 것으로는 우주의 멸망과 매우 밀접한 관련이 있는 우주의 성분입니다. 의문 중 하나는 암흑 물질이라고 하는 가설상의 물질로 설명되는 은하계를 중심으로 도는 별에 관한 것입니다.


그것의 존재는 1933년 츠비키에 의해서 알려져 왔지만, 비교적 최근에 와서야 그 문제가 지대한 관심을 모으는 분야가 되었습니다. 우주의 팽장이 가속되는 것을 포함하는 다른 질문들은 1998년에 발견되었으며 암흑에너지라고 불리는 신비로운 물질과 같은 수준의 관심을 불러 일으키고 있습니다.


암흑물질과 가속되는 우주

1998년까지, 슈미트와 리스가 이끄는 그룹과 펄무스터가 이끄는 그룹의 천문학 연구진은 Type 1a라고 하는 초신성을 사용하여 다른 행성까지의 거리를 측정하느 매우 정밀한 새로운 방법을 알아냈습니다. 그러한 방법을 통해서 알아낸 것은 우주가 팽창하면서 가속되고 있다는 것입니다.

 
팽창을 가속하는 원인은 보통 물질 때문은 아니며 더구나 암흑 물질 때문도 아닙니다. 그 이유는 보통 물질이나 암흑 물질 모두 만유인력이 작용하기 때문입니다. 그렇지만 암흑 에너지라고 하는 새로운 물질일거라는 생각도 할 수 있습니다. 암흑 에너지는 아인슈타인의 일반 상대성 이론이 예측하는 것 보다 훨씬 더 빠르게 우주를 팽창 시키는 원인이 되는 반발력을 작용합니다. 보통물질,암흑물질,암흑 에너지의 이론적인 구성비는 보통물질이 4%, 암흑물질이 23%, 암흑에너지가 73%에 해당합니다.

 
아인슈타인은 왜 우주가 시간에 따라 변하는 것으로 나타나지 않는가 하는 이유를 설명하기 위해서 일반 상대론에 우주 상수를 도입하였습니다. 우주 상수는 인력만이 작용하는 중력의 영향하에서 우주의 물질들이 수축하여 붕괴해 버리는 것을 방지하기에 충분한 반발력을 제공하도록 정해진 상수입니다.

 
허블이 은하계의 적색 이동을 관찰하여 우주가 팽창한다고 하였을 때, 아인슈타인은 우주 상수를 그의 인생에서 '엄청난 실수'라고 했습니다. 그런 것과 같은 의미의 우주 상수가 지금은 가속되는 우주의 좋은 모델이 되고 있으며 그것은 그의 실수를 어떤 점에서는 성공이라고 할 수 있는것이 되었습니다.

 
그러나 우주 상수의 기원이 아직은 완벽하게 설명되지 못했기 때문에 우주 상수가 우주의 풀리지 않는 문제를 완전히 해결한 셈은 아닙니다. 은하계의 회전 곡선의 경우에서와 같이, 팽창이 가속되는 우주가 새로운 형태의 물질이나 에너지 때문인지, 아니면 일반 상대성 이론으로부터 유도된 우주의 표준 이론들이 아직은 더 수정되어야 하는 것인지는 확실치 않습니다. 이것은 우리의 숙제로 남아있습니다.