안녕하세요.
현재 우주는 가속팽창중이고 평탄우주라고 하죠. 그런데 평탄우주는 공간곡률이 없고 팽창속도가 0에 수렴하는 우주인데 어떻게 우주가 가속팽창을 한다는 개념과 같이가는 걸까요?
가속팽창 평탄우주에서의 평탄우주는 팽창속도가 0에 수렴하지 않는(프리드만이 말한 평탄우주와 달리 공간곡률만 이야기하는) 우주인가요?
가속팽창 평탄우주가 계속 가속팽창을 한다면 공간곡률은 평탄우주와같은 팽창속도는 열린우주와같은 미래가 되나요?
안녕하세요.
현재 우주는 가속팽창중이고 평탄우주라고 하죠. 그런데 평탄우주는 공간곡률이 없고 팽창속도가 0에 수렴하는 우주인데 어떻게 우주가 가속팽창을 한다는 개념과 같이가는 걸까요?
가속팽창 평탄우주에서의 평탄우주는 팽창속도가 0에 수렴하지 않는(프리드만이 말한 평탄우주와 달리 공간곡률만 이야기하는) 우주인가요?
가속팽창 평탄우주가 계속 가속팽창을 한다면 공간곡률은 평탄우주와같은 팽창속도는 열린우주와같은 미래가 되나요?
모바일로 이 글 보기:
프리드만 우주론은 우주가 최초에 팽창을 시작한 후 우주의 밀도에 의해 결정되는 인력에 의해서만 우주의 팽창이 결정되는 경우를 전제합니다. 따라서 우주의 밀도만으로 우주 팽창의 운명이 결정됩니다. 그런데 거리에 따른 초신성의 밝기 관측 결과 우주의 팽창이 가속되는 것으로 보이는 증거들이 발견되었습니다. 이것은 우주 팽창이 시작된 이후 우주의 밀도 외에 다른 변인이 우주의 팽창에 영향을 주고 있는 것 아닌지 생각하게 합니다. 이것을 설명하기 위해 암흑에너지 또는 진공에너지의 개념 등이 도입되었습니다.
예를 들어, 발사체가 야구공인 경우를 생각해 보시기 바랍니다. 야구공은 던져진 순간에만 힘을 받고 이후에는 지구의 중력장 안에서 지구의 중력에 의해서만 운동이 결정됩니다. 야구공을 던진 속력이 지구의 중력을 벗어날 정도로 충분히 크면 야구공은 지구의 중력권을 벗어나겠지만 (열린 우주) 충분히 작으면 다시 지구 표면에 떨어질 것입니다 (닫힌 우주). (이것을 달리 표현하면, 어떤 속력으로 야구공을 던졌을 때 지구의 중력이 충분히 작으면 야구공은 지구를 벗어날 것이고 지구의 중력이 충분히 크면 야구공은 지표로 떨어질 것입니다.) 이것이 프리드만 우주론에 대응합니다. 반면, 발사체가 로켓인 경우를 생각해보세요. 로켓은 초기에 발사된 이후로도 지속적으로 추진력을 받아 결국 우주의 궤도에 올려집니다. 이 경우에는 지구의 중력 이외에도 로켓의 추진력이라는 다른 힘을 고려하여야 하므로 발사체의 운명은 지구의 중력에 의해서만 결정되지 않습니다. 로켓이 가속되는 이유를 설명하기 위해 로켓의 추진력을 생각해야 하는 것처럼, 우주의 가속팽창을 설명하기 위해 진공에너지를 도입된 것과 같습니다.
요약하면, 프리드만 우주론은 우주가 팽창을 시작한 이래 우주의 운명이 우주의 밀도에 의해서만 결정되는 경우의 여러 시나리오를 다룹니다. 반면, 관측 결과 우주의 팽창이 우주의 밀도에 의해서만 결정되지 않고 오히려 가속되고 있는 현상이 발견되었습니다. 이것은 프리드만 우주론으로 설명하기 어려우며, 이를 설명하기 위해 우주의 밀도 이외의 힘 또는 에너지가 우주의 팽창에 영향을 주고 있다는 가설이 제시되었습니다.