대폭발
태초부터 거대구조 진화까지 관측가능한 우주의 존재를 설명하는 우주론 모형 / From Wikipedia, the free encyclopedia
대폭발(빅뱅) 사건은 고밀도 및 온도의 초기 상태에서 어떻게 우주가 팽창했는지 설명하는 물리 이론이다.[1] 대폭발의 다양한 우주론적 모형은 관측 가능한 우주의 초기 알려진 기간부터 이후의 대규모 형태까지의 진화를 설명한다.[2][3][4] 이 모형은 풍부한 광 원소, 우주 마이크로파 배경(CMB) 복사 및 거대구조를 포함하여 관찰된 광범위한 현상에 대한 포괄적인 설명을 제공한다. 편평도 문제로 알려진 우주의 전반적인 균일성은 우주 팽창, 즉 초기 순간에 갑작스럽고 매우 빠른 공간 팽창으로 설명된다. 그러나 물리학은 현재 빅뱅의 초기 조건을 성공적으로 모델링할 수 있는 널리 받아들여지는 양자 중력 이론이 부족하다.
결정적으로, 이 모형은 허블-르메트르 법칙-한 은하가 멀리 떨어져 있을수록 지구에서 더 빨리 멀어진다는 관측-과 호환된다. 알려진 물리 법칙을 사용하여 시간을 거슬러 이 우주 팽창을 외삽하면 모형은 공간과 시간이 의미를 상실하는 특이점(일반적으로 "빅뱅 특이점(the Big Bang singularity)"이라고 함)이 선행하는 점점 더 집중되는 우주를 설명한다.[5] 1964년에 CMB가 발견되었고, 이는 대폭발(빅뱅) 모형이 먼 과거의 높은 온도와 밀도로 인해 균일한 배경 복사를 예측했기 때문에 경쟁하는 우주 진화의 정상우주론 모형이 잘못되었다고 많은 우주론자들을 확신시켰다.[6] 광범위한 실증적 증거는 이제 본질적으로 보편적으로 받아들여지는 대폭발 사건을 강력하게 지지한다.[7] 우주의 팽창률에 대한 자세한 측정 결과 빅뱅 특이점은 우주의 나이로 간주되는 137.87±0.20억 년 전으로 추정된다.[8]
대폭발(빅뱅) 모형에 의해 아직 적절하게 설명되지 않은 관찰된 우주의 측면이 남아 있다. 초기 팽창 후 우주는 아원자 입자와 나중에 원자가 형성될 수 있을 만큼 충분히 냉각되었다. 이것이 발생하도록 허용한 물질과 반물질의 불평등한 풍요는 중입자 비대칭으로 알려진 설명할 수 없는 효과이다. 이 원시 원소들(주로 수소, 약간의 헬륨 및 리튬 포함)은 나중에 중력을 통해 합쳐져 초기 별과 은하를 형성했다. 천문학자들은 은하계를 둘러싼 알려지지 않은 암흑 물질의 중력 효과를 관찰한다. 우주의 대부분의 중력 퍼텐셜은 이런 형태인 것으로 보이며, 대폭발 모형과 다양한 관측은 이 과도한 중력 퍼텐셜이 일반 원자와 같은 중입자 물질에 의해 생성되지 않는다는 것을 나타낸다. 초신성의 적색편이 측정은 우주의 팽창이 가속되고 있음을 나타내며, 이는 암흑 에너지로 알려진 설명할 수 없는 현상에 기인한 관측이다. [9]