오늘날 우리가 알고있는 우주를 만드는 데 7 일 이상이 걸렸습니다. SPACE.com 우리의 8 부 시리즈에서 하늘의 신비를 본다:역사&우주의 미래. 이것은 그 시리즈의 5 부입니다.

우리 우주는 약 137 억년 전에 거대한 풍선처럼 공간을 날려 버린 거대한 확장으로 태어났습니다.간단히 말해서,사실상 모든 우주 론자들과 이론 물리학 자들이지지하는 빅뱅 이론이다. 아이디어를 뒷받침하는 증거는 광범위하고 설득력이 있습니다. 우리는 예를 들어,우주가 계속 가속화되는 속도로 지금도 여전히 팽창하고 있음을 알고 있습니다.

과학자들은 또한 발견하는 예측된 열의 인쇄물,빅뱅 우주 보편적 우주 전자레인지경 방사선. 그리고 우리는 분명히 137 억년보다 오래된 어떤 물체도 보지 못하며,우리 우주가 그 당시 존재하게되었음을 암시합니다.

“이 모든 것들을 넣어 빅뱅에 매우 견고한 기초,”고 말했다 천체물리학자 알렉스 Filippenko 의 University of California,Berkeley. “빅뱅은 엄청나게 성공적인 이론입니다.”

그렇다면이 이론은 우리에게 무엇을 가르쳐 줍니까? 우리 우주의 탄생에서 실제로 일어난 일은 무엇이며,오늘날 우리가 관찰하는 모양을 어떻게 취 했습니까?

시작

전통 빅뱅 이론 가정이 우리의 우주가 시작으로 특이—포인트의 무한 밀도와 온도는 그의 성격이 어렵에 대한 우리의 마음을 이해합니다. 그러나,이 정확하게 반영되지 않을 수도 있습이 현실,연구자들은 말하기 때문에,특이점 아이디어에 기초한 아인슈타인의 일반 상대성 이론.

“문제입니,거기에 아무 이유 없이는 어떠한 믿는 일반적인 상대성에서는 정권,”고 말했다 숀 캐롤,이론 물리학은 캘리포니아 공과 대학에서. “양자 역학을 고려하지 않기 때문에 잘못 될 것입니다. 그리고 양자 역학은 우주의 역사에서 그 장소에 도착하면 확실히 중요 할 것입니다.”

그래서 우주의 맨 처음은 꽤 어둡게 남아 있습니다. 과학자들은 빅뱅 이후 약 10 초에서 마이너스 36 초—1 초의 트릴 리온-의 트릴 리온-에 대한 이야기를 선택할 수 있다고 생각합니다.

에서 그 시점,그들은 믿고,우주 고객께는 매우 짧고 극적인 기간의 인플레이션을 확대하고,보다 빠른 속도입니다. 그것은 두 번째의 몇 가지 작은 분수의 범위 내에서 모든 아마도 100 배 이상의 크기로 두 배로. (인플레이션은 특수 상대성 이론을 위반하는 것처럼 보일 수 있지만 그렇다고해서 그렇지 않다고 과학자들은 말한다. 특수 상대성 이론은 빛의 속도보다 더 빠른 공간에서 두 지점 사이에 정보 나 물질을 운반 할 수 없다는 것을 보유합니다. 그러나 인플레이션은 공간 자체의 확장이었다.)

“인플레는’빅뱅’빅뱅의,”Filippenko 말 SPACE.com “전에,인플레이션이 있었는데 조금 물건의 가능성을 확대하고,단지 작은 비트입니다. 우리는 우주를 크게 만들기 위해 인플레이션과 같은 것이 필요했습니다.”

빠르게 확산되고 있는 이 우주가 꽤 많은 빈의 문제이지만,그것은 숨겨 엄청난 양의 어두운 에너지 이론을 간다. 암흑 에너지는 과학자들이 우주의 현재 가속 팽창을 주도하고 있다고 생각하는 신비한 힘입니다.

인플레이션 동안 암흑 에너지는 우주를 부드럽게하고 가속화시켰다. 그러나 그것은 오랫동안 주변에 붙지 않았다.

“그것은 단지 임시 어두운 에너지,”캐롤 말 SPACE.com. “그것으로 변환 시간을 보내며 한 해를 마무리하고 방사선이라는 프로세스를 통해 재가열. 우주는 인플레이션 동안 차가워지는 것에서 모든 암흑 에너지가 사라 졌을 때 다시 뜨거워지는 것으로갔습니다.”

과학자들은 인플레이션에 박차를 가했을 수도있는 것을 모른다. 그것은 빅뱅 우주론의 핵심 질문 중 하나로 남아 있다고 필리펜코는 말했다.

또 다른 아이디어

대부분의 유사와 관련하여 인플레이션으로 주요한 이론을 설명한 우주적 특성—특히,왜 그것은 상대적으로 평평하고 동종의,대략 동일한 양으로 재료의 확산에서 동일하게 모든 방향.

의 다양한 라인 증거점으로 인플레이션 현실화되지 못하고 말했다는 이론 물리학자 앤디는 알브레히트의 캘리포니아대학 데이비스. 인플레이션 이론의 건축가 중 한 명인 알브레히트(Albrecht)는”그들은 모두 인플레이션 사진과 꽤 잘 어울립니다. “인플레이션은 엄청나게 잘 해왔다.”

그러나 인플레이션은 우주의 구조를 설명하려고하는 유일한 아이디어는 아닙니다. 이론가들은 순환 모델이라고 불리는 또 다른 모델을 생각해 냈습니다.이 모델은 ekpyrotic universe 라는 이전 개념을 기반으로합니다.

이 아이디어는 우리 우주 등장하는 단일 지점에서,또는 아무것도 그것을 좋아합니다. 오히려,그것은”반송된”으로 확장을 훨씬 더 진정 속도 이상 인플레이션 이론 예측—에서 기존의 우주는 계약입니다. 이 이론이 정확하다면,우리 우주는”앞머리”와”크런치”의 끝없는 연속을 겪었을 가능성이 있습니다.Ekpyrotic 이론의 창시자 중 한 명인 펜실베니아 대학의 Burt Ovrut 은”

“우리 우주의 시작은 멋지고 유한했을 것입니다.

주기적 모델을 가정하는 우리의 우주로 구성되어 있 11 치수,네 개의는 우리가 관찰할 수 있(세 가지의 공간 중 하나 시간). 우주의 우리의 4 차원 부분은 브레 인(막의 줄임말)이라고 불립니다.

11 차원 공간에 숨어있는 다른 branes 가있을 수 있습니다. 충돌 사 branes 수 있 jolted 우주에서 수축하는 확장을 박차를 가하고,빅뱅 우리는 오늘입니다.

고 중력파

곧 과학자들이 확실히 알고 있는 이론—인플레이션이나 주기적인 모델은 더 나은 표현을 현실이다.

예를 들어,인플레이션은 ekpyrotic”바운스”보다 훨씬 강한 중력파를 생성 할 가능성이 있다고 Filippenko 는 말했다. 그래서 연구자들은 아직 관찰되지 않은 시공간의 이러한 이론적 왜곡의 징후를 찾고 있습니다.

2009 년에 발사 된 유럽 우주국(European Space Agency)의 플랑크 위성(Planck satellite)은 애매한 중력파를 발견 할 수있다. 또한 어느 쪽이든 저울에 팁을 줄 수있는 다른 증거를 수집 할 수 있다고 Ovrut 은 말했다.

“이것들은 향후 10 년 내에 논의되고 희망적으로 결정될 것”이라고 Ovrut 은 말했다 SPACE.com.

우주가 우리가 알고있는 모양

우주론 의심되는 네 개의 부대는 규칙이 우주—중력,전자기학 및 약한 강한 핵군—었으로 통합하여 하나의 힘이 우주에서 출생,숙청을 함께 때문에 극심한 온도 및 밀도 참여했다.

그러나 우주가 팽창하고 냉각됨에 따라 상황이 바뀌 었습니다. 인플레이션의 시간의 주위에,강한 힘은 가능성이 밖으로 분리. 그리고 빅뱅 이후 1 초의 약 10 밀리언 즈에 의해 전자기력과 약한 힘도 뚜렷 해졌습니다.

인플레이션 직후에 우주는 뜨겁고 밀도가 높은 플라즈마로 가득 찼을 가능성이 큽니다. 그러나 약 1 마이크로 초(10 초에서 마이너스 6 초)정도까지는 첫 번째 양성자와 중성자가 형성 될 수 있도록 충분히 냉각되었다고 연구진은 생각한다.

에서 처음 세 가지 분 후 빅뱅,이러한 양자 중성자기 시작했 융합 형성,함께 중수소(또한 중수소). 그런 다음 중수소 원자는 서로 결합하여 헬륨-4 를 형성합니다.

재조합:우주를 투명하게

이러한 새로 생성한 원자들이 모두 긍정적으로 충전으로,우주가 아직도 너무 뜨거운 호의 캡처의 전자.

하지만 빅뱅 이후 약 38 만년이 바뀌었다. 재결합으로 알려진 신기원에서 수소와 헬륨 이온은 전자를 낚아 채기 시작하여 전기적으로 중성 인 원자를 형성했습니다. 빛은 자유 전자와 양성자를 크게 산란 시키지만 중성 원자는 훨씬 적습니다. 그래서 광자는 이제 우주를 순항하기에 훨씬 더 자유로 웠습니다.

재조합은 우주의 모습을 극적으로 변화 시켰습니다. 오늘날 우리가 관찰하는 우주 마이크로파 배경 방사선은이 시대부터 거슬러 올라갑니다.

그러나,그럼에도 불구하고,우주가 꽤 어두운 후에 장시간에 재조합만이 진정한 조명을 때 첫 번째 별이 반짝이기 시작했 약 300 만 년 빅뱅. 그들은 재조합이 성취 한 것의 많은 부분을 취소하는 것을 도왔습니다. 이러한 초기 stars—고,아마도 다른 신원을 던졌다 충분히 떨어져 방사선을 분할의 대부분은 우주의 수소로 구성하는 양성자와 전자들.

reionization 으로 알려진이 과정은 빅뱅 이후 약 10 억년 동안 그 과정을 실행 한 것으로 보인다. 우주는 너무 많이 팽창했기 때문에 재조합 이전처럼 오늘날 불투명하지 않습니다. 우주의 물질은 매우 희석되어 있으며,광자 산란 상호 작용은 따라서 비교적 드물다고 과학자들은 말한다.

통해 시간,별에 끌렸을 형성하기 위해 함께 은하를 선도하는,더 많은 대규모 구조입니다. 행성은 우리 자신의 태양을 포함하여 새로 형성된 별 주위에 합쳐졌습니다. 그리고 38 억년 전에 생명체가 지구에 뿌리를 내 렸습니다.

빅뱅?

는 동안에 대해 많은 우주 최초의 몇 가지 순간이 남아 있는 투기,의 질문 앞에 무엇 빅뱅은 더욱 신비하고 해결하기 어려운.우선,질문 자체는 무의미 할 수 있습니다. 는 경우에 우주에서 나온으로 아무것도 몇 가지 이론가 믿,빅뱅크는 순간 시간 자체가 시작되었다. 그런 경우에는”이전”과 같은 것이 없을 것이라고 캐롤은 말했다.

그러나 우주의 탄생에 대한 일부 개념은 가능한 해답을 제안 할 수 있습니다. 예를 들어 순환 모델은 계약 우주가 우리의 확장 우주보다 앞서 있음을 암시합니다. 캐롤뿐만 아니라 빅뱅 이전에 존재하는 것을 상상할 수 있습니다.

“그냥 수 있습 빈 공간이 존재하기 전에 우리는 빅뱅 일이,다음 몇 가지 양자 변동이 낳은 우주가 우리 같은,”그는 말했다. “당신이 상상할 수 있는 작은 거품이 공간의 곤란을 통해 변동과 함께 조금 작은 덩어리,에너지의 수 있습니다 다음으로 성장은 우주가 우리를 통해 인플레이션입니다.”

Filippenko 는 또한 그 라인을 따라 무언가가 사실일지도 모른다고 의심합니다.

“내가 생각하는 시간 우리의 우주에서 빅뱅과 함께 시작,하지만 난 우리 변동에서는 전신,어머니,우주”Filippenko 말했다.

우리가 이제까지 알 수 있을까요?

우주론 및 물리학자들은 열심히 노력을 구체화 이론 및 우주를 가져올의 초기의 순간으로 선명하고 선명하게 초점이다. 그러나 그들은 빅뱅에서 일어난 일을 진정으로 알게 될 것입니까?특히 연구자들이 137 억년 제거에서 일하고 있기 때문에 어려운 도전입니다. 그러나 과학을 세지 마라,캐롤은 말했다. 결국,100 년 전,사람들은 우주에 대해 거의 이해하지 못했습니다. 우리는 예를 들어 일반 상대성 이론이나 양자 역학에 대해 알지 못했습니다. 우리는 우주가 팽창하고 있다는 것을 알지 못했고 빅뱅에 대해 알지 못했습니다.캐롤은”우리는 지금이 모든 것을 알고있다”고 말했다. “진보의 속도는 실제로 놀랍도록 빠르기 때문에 나는 결코 비관론에 굴복하지 않을 것입니다. 우주론과 물리학의 최근 역사에서 빅뱅을 이해하려는 우리의 전망에 대해 비관적 인 이유는 없습니다.”

알 목소리와 비슷한 낙관을 말하고,우리는 우리도 하나 하루도 그 무엇인지,어떤 경우에,전에 존재하는 빅뱅.

“나는 기초 내에 희망이라는 사실 우주론 정도 매우 성공적이었다,”그는 말 SPACE.com. “이것은 자연을 보내 왔 우리에게 분명한 메시지는 우리가 정말 할 수 있는 과학과 우주.”

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