우주의 가속팽창

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우주의 가속팽창에 대한 내용입니다.

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본문내용

우주가 팽창하는 것을 처음 제시한 것은 허블이다. 1936년 허블은 외부 은하의 스펙트럼이 적색 이동하는 현상을 연구해 외부 은하가 후퇴하고 있다는 것을 발견하였다. 그 후 더 많은 외부 은하들의 적색 이동을 측정한 결과, 은하의 후퇴 시선 속도는 은하의 거리에 비례하여 빨라진다는 것을 알게 되었다. 허블의 법칙은 은하의 후퇴 속도와 그 은하까지의 거리가 비례한다는 것을 말하며 그 식은 v＝Hγ 이다.
( v = 은하의 후퇴 속도(km/s), H = 허블 상수(km/s/Mpc), γ = 외부 은하의 거리(Mpc) )
여기서 허블상수는 우주의 팽창속도를 말하는 것이다. 많은 과학자들이 우주의 팽창속도가 중력에 의해 줄어들고 있다고 생각했지만, 초신성의 관측 등으로 우주의 팽창속도가 빨라지는 것을 알아냈다. 초신성의 폭발시 초신성의 거리와 실제 밝기를 알면 허블상수를 구할 수 있고, 동시에 우주의 팽창속도를 구할 수 있는 것이다. 그리고 최근에 여러 초신성을 관측한 결과 매우 먼 초신성의 속도가 가까운 초신성보다 느리다는 사실을 발견했다. 이것은 우주가 가속팽창하고 있다는 결정적인 증거이다.

그렇다면 우주가 가속팽창하는 것을 설명할 수 있는 힘은 무엇인가?
놀랍게도 우주에는 인력과는 반대로 서로 밀어내는 척력이 훨씬 강하게 작용하고 있다. 척력을 일으키는 원인은 ‘진공에너지’이다. 정체를 알 수 없는 진공에너지는 우주 전체 에너지의 3분의 2를 차지하고 있다. 이 에너지로 인해 우주는 시간이 갈수록 더욱 빠른 속도로 팽창하는 것이 가능하다.
그림에서 볼 수 있듯이 우주(원)가 팽창함에 따라 물질(원안의 점)의 양은 변함없지만 곳곳에 퍼져있는 진공에너지(검은배경)는 계속 증가한다.
우주의 전체 에너지 중 물질은 35% 정도뿐이고 나머지 65%를 진공에너지가 차지한다. 이는 우주 전체의 물질 가운데 우리가 알고 있는 물질은 10% 미만이고 나머지 90% 이상은 우리가 모르는 ‘암흑물질’이라고 여겨왔던 이전의 우주론을 뒤엎는 것이다.

참고 자료

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