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우주 100 UNIVERSE 1

우주 100 UNIVERSE 1

: 우리가 꼭 알아야 할 매혹적인 천문학 이야기

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품목정보

품목정보
발행일 2016년 12월 10일
쪽수, 무게, 크기 332쪽 | 578g | 150*224*16mm
ISBN13 9788936810962
ISBN10 8936810960

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저자 소개 (1명)

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역자 : 강태길
서울대학교에서 천문학을 공부했고, 서울대학교 대학원과 미국 메릴랜드 대학University of Maryland에서 과학철학을 공부하였다. 《세이컨&호킹-우주의 대변인》을 집필하였고, 후학들에게 〈논리와 비판적 사고〉를 강의하고 있다.

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- 대폭발 이론The Big Bang -

대폭발 이론의 기원은 벨기에의 가톨릭 신부이자 우주론을 배운 물리학자인 조르주 르메트르Georges Lemaitre의 공이라고 볼 수 있다. 일반 상대성 이론에 대한 그의 해석을 담은 1927년 논문에서 르메트르는 우주는 팽창하고 있다는 것을 예측했다. 그러나 그의 이론과 그것과 유사했던 러시아의 우주론자 알렉산드르 프리드만의 연구 결과는 에드윈 허블이 1929년 팽창에 대한 관측상의 증거를 찾아내기 전까지는 아인슈타인과 다른 과학자들에게 받아들여지지 않았다.
르메트르는 또한 팽창하는 우주의 필연적 결과, 구체적으로는 우주가 먼 과거에는 훨씬 작고 더 뜨거웠을 것이라는 사실을 처음으로 고려했다. 그는 우주가 ‘태초의 원자’라고 불렀던 하나의 폭발 사건으로부터 기원했음을 확신했다. 처음에 과학계는 르메트르의 주장에 회의적이었는데, 그 이유는 그것이 과학적 증거가 아닌 종교적 신앙에 의해 더 많은 영향을 받았을 것이라 의심했기 때문이었다. 다른 과학자들은 영원하고 본질적으로 변하지 않는 우주의 개념을 포기하지 않은 채로 우주의 팽창을 설명하려고 시도했다. 여기에는 우주가 팽창과 수축을 반복한다는 프리드만의 ‘진동하는 우주’, 팽창과 함께 새로운 물질이 지속적으로 창조된다는 ‘정상 우주론Steady State Theory’들이 포함됐다. 아이러니하게도 1951년 르메트르의 이론에 ‘빅뱅Big Bang’이라고 이름 붙인 사람은 정상 우주론의 가장 열렬한 지지자들 중 한 사람인 영국의 천문학자 프레드 호일Fred Hoyle이었다.

대폭발 이론이 입증되다

그러나 이즈음 핵물리학의 발전은 르메트르의 이론을 옹호하고 있었다. 1948년의 중요한 논문에서 물리학자인 조지 가모프George Gamow와 랠프 앨퍼Ralph Alpher는 대폭발로부터 방출된 어마어마한 양의 에너지가 매우 가벼운 화학 원소들인 수소와 헬륨을 어떻게 만들어 낼 수 있었는지 설명했다. 또한 그들은 전체 우주가 대폭발의 매우 희미한 메아리, 즉 우주 마이크로파 배경복사로 가득 차 있을 것이라고 예측했다. 1950년대와 1960년대에 걸쳐 다른 과학자들이 원자 구조와 기본적인 힘들에 대한 최신 연구결과를 결합함으로써 대폭발 모형을 계속 발전시켰다. 이 중 가장 눈에 띄는 두 가지 공헌은 미국의 수리물리학자 하워드 로버트슨Howard Robertson과 영국의 수학자 제프리 워커Geoffrey Walker로부터 나왔다.
완성된 형태의 대폭발 이론의 세부 내용은 매우 복잡해서, 그것을 기술하려면 책 한 권으로도 모자라겠지만, 간단하게 말해 매우 높은 온도와 에너지 하에서는 질량과 에너지가 상호 변환이 가능하다는 사실이다. 또한 높은 온도는 물질을 더 작은 구성 입자들로 쪼개는데, 그 결과 수소분자는 원자들로 분해되고, 다시 이온화되고, 결국에는 심지어 양성자와 중성자가 그들을 구성하는 쿼크로까지 분리된다.
--- 본문 중에서

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