우주는 어떻게 생겼습니까?
그것은 아마도 가장 위대한 신비이며 다른 모든 것의 뿌리 일 것입니다. 인류의 가장 위대한 질문—인생은 어떻게 시작 되었습니까? 의식이란 무엇인가? 암흑 물질,암흑 에너지,중력이란 무엇입니까? -그것으로부터 줄기.
“다른 모든 신비는이 질문의 하류에 놓여있다”고 천문학 자 칼 세이건의 저자이자 과부 인 앤 드루 얀은 말했다. “나는 인간이고 모르는 것을 좋아하지 않기 때문에 그것은 나에게 중요하다.
이 수수께끼를 풀려고 시도하는 이론들이 점점 더 복잡해지면서,과학자들은 추론의 사슬에서 가장 중요한 연결 고리 중 일부가 잘못되었을 가능성에 사로 잡혀있다.
근본적인 신비
표준 빅뱅 모델에 따르면,우주는 약 138 억년 전에 시작된 인플레이션 기간 동안 태어났다. 급속하게 팽창하는 풍선처럼,그것은 전자보다 작은 크기에서 1 초의 작은 부분 내에서 거의 현재의 크기로 팽창했습니다.
처음에는 우주는 에너지에 의해서만 침투되었다. 이 에너지의 일부는 수소와 헬륨과 같은 가벼운 원자로 조립 된 입자로 응고되었습니다. 이 원자들은 먼저 은하로 뭉친 다음 별들로 뭉쳐졌고,그 안에는 다른 모든 원소가 위조 된 용광로가 있습니다.
이것은 과학자들이 묘사 한 우주의 기원에 대한 일반적으로 합의 된 그림입니다. 그것은 과학자들이 하늘을 바라볼 때 보는 많은 것들을 설명하는 강력한 모델이며,큰 규모의 시공간의 놀라운 부드러움과 우주의 반대편에있는 은하의 균일 한 분포와 같은 것입니다.
그러나 이 이야기에는 몇몇 과학자들을 불안하게 만드는 것들이 있다. 우선,우주가 역사 초기에 급속한 인플레이션을 겪었다는 생각은 직접 테스트 할 수 없으며,오래 전에 사라진 우주의 시작 부분에서 신비한 형태의 에너지의 존재에 의존합니다.
“인플레이션은 매우 강력한 이론이다,그럼에도 불구하고 우리는 여전히 인플레이션의 원인 또는 그것이 올바른 이론인지 아무 생각이 없다,그것은 매우 잘 작동하지만,”에릭 아골,워싱턴 대학의 천체 물리학 말했다.
일부 과학자들에게 인플레이션은 빅뱅 모델에 대한 투박한 추가이며,관측에 맞게 만들기 위해 필요한 복잡성이 추가됩니다. 이 마지막 추가 되지 않을 것 이다.
“우리는 또한 우주에 암흑 물질이 있어야하고,지금은 암흑 에너지가 있어야한다는 것을 배웠다”고 프린스턴 대학의 이론 물리학 자 폴 스타 인 하트는 말했다. “그래서 오늘날 모델이 작동하는 방식은’좋아요,빅뱅을 취하고 인플레이션을 취하고 다음과 같은 특성을 갖도록 조정 한 다음 일정량의 암흑 물질과 암흑 에너지를 추가합니다.”이러한 것들은 일관된 이론으로 연결되어 있지 않습니다.
스타인하르트는 우주론자들이 과학자들보다 엔지니어로 더 많이 행동하고 있다고 우려한다. 관측치가 현재 모델과 일치하지 않으면 다른 구성 요소를 연결하거나 기존 구성 요소에 맞게 땜장이를 연결합니다. 구성 요소는 연결되어 있지 않으며 관측치와 일치하는 것 외에는 추가 할 이유가 없습니다. 그것은 새로운 그러나 다른 모형에서 새로운 부속을 추가해서 오래된 차를 고치는 것을 시도 같이 이다. 그 부속은 단기적으로 작동할지도 모르지만,결국,당신은 새로운 차를 필요로 한다.
영원한 우주
최근 몇 년 동안,스타인하르트는 표준 빅뱅 모델에 대한 급진적 인 대안에 대해 하버드 대학의 이론 물리학 자인 안나 이자 스와 협력 해 왔습니다.
튀는 우주론이라고 불리는 그들의 생각에 따르면,우주는 단 한 번이 아니라 수축과 팽창의 끝없는 순환에서 여러 번 태어났습니다. 이 이론은”빅뱅”을”빅 바운스”로 대체하여 우주의 수축과 팽창 기간을 원활하게 연결하고 인플레이션 이론을 괴롭히는 많은 문제를 해결합니다.
그 쌍은 그들의 엑스피로틱,또는”주기적”이론이 인플레이션뿐만 아니라 암흑 물질,암흑 에너지,그리고 우주가 계속 가속하는 클립에서 팽창하는 것처럼 보이는 이유를 포함한 다른 우주의 신비를 설명 할 것이라고 주장한다.
논란의 여지가 있지만,튀는 우주론은 우주가 영원하고 스스로 갱신 될 가능성을 높입니다. 그것은 명확한 시작과 끝을 가진 우주보다 아마도 더 경외감을 불러 일으키는 전망입니다.그것은 하늘의 별들,심지어 가장 오래된 별들조차도 사물의 웅대 한 계획에서 수명이 짧은 반딧불과 같다는 것을 의미 할 것입니다.
“나는 사회가 과학 연구에 쏟아지는 노력이 유용한 도구를 만드는 방법뿐만 아니라 근본적인 진리에 가까워지고 있기를 희망하고 싶다”고 캘리포니아 공과 대학의 천문학 자 리처드 메시는 말했다. “그러나 나는 내가 아는 모든 것이 잘못되었다는 것을 알아내는 것도 똑같이 두려워하고,내가하지 않기를 은밀히 희망한다.”