빅뱅우주론

오늘은 이 세상의 시작 , 이 우주의 시작 빅뱅에 대해서 알아보려 합니다.
 

빅뱅과 원자의 형성

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이세상 만물은 원자로 되어 있고 원자는 원자핵과 전자로 되어 있습니다.  원자핵은 다시 양성자와 중성자로 되어 있습니다. 마지막으로 양성자와 중성자는 쿼크로 되어있습니다.
 
빅뱅우주론에 의하면 지금부터 약 137억 9900만 년  전의  뜨겁고 밀도가 높은 한점에서 대폭발을 시작으로 우주가 탄생했으며, 우주 초기의 진화 과정에서 여러가지 입자가 만들어졌다고 보고 있습니다. 빅뱅 직후의 우주는 매우 고온의 상태였기 때문에 입자가 존재 할수 없었지만 우주가 급격히 팽창하는 과정에서 온도가 낮아졌고, 최초로 쿼크같은 입자들이 만들어 지기 시작했습니다.  우주는 계속 팽창하며, 온도가 낮아졌고, 쿼크들은 서로 결합해 양성자와 중성자가 되었고, 양성자는 그 자체만으로 수소 원자핵이 되었고, 양성자와 중성자의 충돌속에 헬륨의 원자핵이 만들어 졌습니다.그이후 이렇게 만들어진 입자들은 시간이 지나고 나서 수소 원자와 헬륨원자가 되었습니다. (이 우주의 태양과 같은 대부분의 항성들은 수소와 헬륨으로 이루어져 있습니다.) 위에서 말한 것처럼 빅뱅이 일어나고 우주는 계속 팽창하였고, 그 과정속에 쿼크에서 원자까지 물질을 구성하는 입자들이 만들어 졌습니다.

 

빅뱅우주론을 지지하는 증거

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1.우주배경복사
빅뱅 직후 우주는 빛이 여러 전하를 띤 입자에 막혀 빠져 나갈수 없는 상태였는데, 전자가 원자핵들과 결합해서 전기적으로 중성인 수소원자와 헬륨 원자가 만들어 짐에 따라 빛이 방해 받지 않고 퍼져 나가게 되었습니다. 이 빛은 현재 전파 형태 (160 GHz 의 주파수를 가진 전자기파 : 예전 아날로그 TV 에서 우리가 흔하게 보았던 지지직 소리는 과거 아날로그 TV 의 안테나가 우주배경복사 신호를 수신한 것 입니다. ) 로 관측되고 있으며 이를 우주배경복사 라고 합니다.
 
이 우주 배경 복사는 러시아 출신 이론물리 학자 가모프에 의해서 최초로 예측되었는데, 그는 빅뱅초기 우주에는 매우 큰 짧은 파장의 빛들로 가득 차 있었지만,  우주 공간이 팽창하면서 그 빛의 파장이 늘어나 에너지가 매우 작은 전파로 바뀌었을것이고 지금도 분명 그 전파를 발견할수 있다고 예측했습니다.
그후 벨연구소의 펜지어스가 전파 망원경으로 위성에서 보낸 신호를 잘 잡기 위해 노력하던중 우연히 잡음을 발견하였고, 이 잡음이 하늘의 모든 방향에서 같은세기로 온다는 것을 알았내었고,  이것이 그토록 찾던 가모프에 의해 예측되었던 빅뱅의 증거라는것을 알아차리고 이론물리학자들의 도움을 받아 논문으로 발표하게 되었습니다. 나중에 펜지어스는 우주배경복사를 발견한 공로로 1978년 노벨물리학상을 수상하게 됩니다.
여기서 이상한점은 그 이론적 토대를 마련하고 이 우주 복사를 예측한 가모프는 어째서 인지 노벨상을 받지 못했다는 겁니다. 그의 출신 때문이었다는 얘기도 있고, 그의 인성이  좋지 않았다는 얘기도 있습니다.
 
2.수소와 헬륨의 질량비
현재 우주에서 발견된 대부분의 별들의 수소와 헬륨의 질량비가 3:1 인데 이또한 빅뱅 우주론을 뒷받침하는 강력한 증거 입니다. 빅뱅 우주론에서 추정한 수소와 헬륨의 질량비가 우주의 실제 질량비와 일치한다는 사실이 밝혀지면서 빅뱅 우주론은 더욱 확고한 지지를 얻게 되었습니다. 
 

마무리

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오늘은 빅뱅우주론에 대해 알아보았습니다. 만물의 시작, 이세상의 시작인 빅뱅우주론은 현재까지는 학계에서 정설로 받아 들여지지만 빅뱅이 일어나는 그 찰나를 설명할수 없는등의 문제점도 가지고 있습니다.  앞으로 계속되는 연구들을 통해 그 사실들이 언제가는 밝혀지기를 바라며, 오늘은 글을 이만 마치겠습니다.

 

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