빅뱅 우주론 / 우주는 어떻게 생겨났을까?

빅뱅이론 들어 보셨나요? 우주에 관심 없는 분들도, 가수 이름 빅뱅이나 미국드라마 빅뱅이론에 대해서는 한 번쯤 들어보셨을 겁니다. 과연 빅뱅이론이란 무엇이고 우리가 살고 있는 우주는 어떻게 애초에 생겨난 것일까요. 

 

빅뱅 우주론의 탄생

빅뱅이론 이란, 우주가 애초에 어마어마한 대폭발로 시작되었다는 이론입니다. 

 

그전까지는 영국의 정상우주론(the steady state theory)이 주장되고 있었는데요, 정상우주론 이란, 우주는 늘 같은 상태를 유지하고 변화하지 않는다는 가설입니다. 우주가 항상 팽창하고는 있지만 동시에 새로운 물질 역시 다시 만들어져서, 마이너스 플러스 해보면 결국 항상 같은 밀도를 유지한다는 것이죠. 

 

반면, 미국 천문학자 허블은 1929년 망원경을 이용해 우주가 팽창하고 있음을 발견했습니다. 은하들은 방향에 관계없이 우리 은하로부터 후퇴하고 있고, 더 먼 거리에 있는 은하는 거리에 비례해서 더 빨리 후퇴하고 있다는 것이죠. 즉, 우주가 퍼져나가고 있다는 것이 알려졌습니다. 

 

이렇게 영국의 정상우주론 vs. 미국의 빅뱅우주론 두 가지가 대립을 하고 있었는데, 이후 빅뱅우주론이 대세가 된 계기가 있습니다. 

 

빅뱅 이론의 승리

빅뱅우주론이 이길 수 있었던 결정적인 이유는 바로 우주 속에 있는 헬륨의 양이었습니다.

 

우주를 이루고 있는 물질 중 우리가 관측할 수 있는 물질의 구성성분을 확인해 봤더니 약 3/4은 수소로, 약 1/4은 헬륨으로 이뤄져 있었습니다. 그런데 수소가 헬륨이 되려면 섭씨 1,000만도 가 되어야 합니다. 즉, 우주 내의 헬륨의 양을 고려해 봤을 때, 우주는 태초에 엄청난 고온에서 시작되었다는 말입니다. 

 

또 한 가지 결정적 이유는 우주배경복사(cosmic microwave background radition)입니다. 여기서 복사 란, 복사열 방사선 할 때 그 '복사'입니다. 

 

우주배경복사란 태초의 아주 뜨겁던 우주 속에 고르게 퍼져 있던 빛이, 이후 우주가 식으면서 고르게 퍼져 있다가 -270도 상태로 발견된 것을 말합니다. 예를 들어, 뜨거운 물로 막 목욕을 마치고 문을 열고 나오면, 목욕탕 안의 수증기가 집안 전체로 퍼지게 되는데, 저 멀리 거실쯤에서 식어버린 수증기가 발견된 것입니다. 이를 통해 우리는 뜨거운 물을 사용했구나라는 것을 알 수 있습니다. 마찬가지로 우주배경복사를 보고 태초의 우주는 아주 뜨거웠다고 결론지을 수 있습니다. 미국의 펜지어스와 윌슨은 이 발견으로 무려 노벨상을 수상했습니다. 

 

빅뱅 이론의 남겨진 논란거리

빅뱅우주론 안에서도 사실 여전히 논란거리는 있습니다. 우주의 나이가 정확히 얼마냐는 문제입니다. 어떤 천문학자들은 100억 년 또 어떤 천문학자들은 200억 년을 주장했습니다만, 가장 최근 우주망원경이 관측한 것에 따르면 우주의 나이는 137억 5천만 년이라고 합니다. 이도 정확한 것은 아니기에 더 많은 자료와 관측이 필요하겠죠. 

 

또 하나의 논란거리는 암흑물질(dark matter)과 암흑에너지(dark energy)입니다. 암흑물질은 현재 우주 전체 물질의 약 27%를 차지하고 암흑에너지는 전체 우주에너지 중약 68%를 차지한다고 알려졌습니다. 하지만, 빛을 내지 않아서 눈에 보이지 않습니다. 관측이 되지 않기 때문에 그 정체도 아직 알려지지 않았습니다. 

 

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결론

위와 같은 배경으로 현재 우리가 사는 우주는 태초의 대폭발 '빅뱅'에 의해서 발생했다는 것이 정설로 받아들여지고 있습니다. 

 

하지만, 더 중요한 점은 아직도 밝혀지지 않은 에너지와 물질이 더 많다는 사실입니다. 그 에너지가 어떠한 영향을 주는지 과연 암흑물질은 무엇인지 앞으로도 우주에 대해 밝혀져야 할 사실이 많네요. 

 

몇 백억년의 우주 관점에서 본다면 일개 한 사람의 고민과 걱정거리는 정말 아주 사소한 것일 수밖에 없습니다. 시야를 확 넓혀서 우주의 관점에서 세상을 보는 연습을 합시다. 

 

우주 속의 작은 우주가 내 마음속 생각 속에 있습니다.