우주에서 놀라운 발견. 시작도 끝도 없는 우주
일반적으로 청취자(또는 독자)가 주제의 한 측면 또는 다른 측면에 얼마나 익숙한지에 따라 다르게 인식됩니다. 새로운 놀라운 발견이 문자 그대로 모든 물리학에 영향을 미치는 경우는 드뭅니다. 예를 들어 상대성 이론, 양자 역학 및 기술 분야에서 진공 전자 장치가 생성 된 20 세기 초였습니다. A. Einstein, N. Bohr, P. Dirac 및 기타 뛰어난 과학자와 같은 거인이 한 번에 나타나 고전 물리학 전체를 뒤집어 놓은 환상적인 시간에 대해 부러워하는 대학 강사는 학생들에게 여전히 학생들에게 말합니다. 새로운 물리적 아이디어가 과학에 유기적으로 흡수되는 데 몇 세대가 걸렸고 열매를 맺기 시작했습니다 (때로는 아아, 열핵 폭발의 버섯처럼). 20세기 후반의 혁명적인 과학 기술 성과는 주로 반도체, 특히 고체 물리학의 엄청난 발전에 기반을 두고 있습니다. 그러나 세기의 새로운 전환기에 과학에서 사건이 전개되기 시작했으며 그 규모는 20 세기 초에 일어난 일과 상당히 비슷합니다. 국제 회의에서 우주론 소식에 대한 보도는 많은 사람들을 모입니다. 새로운 아인슈타인은 아직 보이지 않지만 일이 아주 많이 진행되었습니다. 이 기사는 우리가 살고 있는 우주에 대한 생각을 전례 없이 심도 있게 수정하게 된 새로운 발견에 초점을 맞출 것입니다.
세기 초에
세기 초에 과학에서는 매번 어떤 이유로 이상한 일이 발생합니다.
100년 전, A. 아인슈타인에게는 1905년에 그가 만든 광전 효과 이론이 충분하지 않은 것 같았습니다(그는 1922년 노벨상을 수상했습니다). 1905-16년. 그는 일반 상대성 이론에 대한 그의 유명한 작품을 많이 출판했습니다 (그런데 그는 상을받지 못했습니다). 당시 천문학은 우주의 안정성과 불변성을 완전히 확신했습니다. 그것이 그녀가 서 있던 곳입니다. 그리고 아인슈타인도 같은 의견이었습니다. 그의 원래 형태에서 그의 방정식은 단 하나의 상수인 뉴턴의 중력 상수 8ttGc만 포함했습니다. 그러나 그것은 그의 방정식에서 즉시 "동결"될 수 없다는 그의 방정식에서 이어져 저자에게 우려를 불러 일으켰습니다. 반항 방정식의 이 불쾌한 특징에 대처하기 위해 그는 나중에 "람다 항"으로 알려지게 된 형태로 이러한 불안정성에 대한 일종의 보상을 도입했습니다. 아인슈타인은 80년대 초에 보이기 시작한 물리적 의미를 전혀 부여하지 않았습니다. 그러나 20세기 후반에 람다 용어는 이론 물리학자들 사이에서 가장 좋아하는 토론 주제가 되었습니다. 더 멀리, 더 많이. 21세기가 시작되면서 물리학에서 람다 항보다 더 중요한 것은 없는 것 같습니다. 실제로 이 용어 뒤에는 천체물리학, 우주론, 그리고 사실상 모든 물리학이라는 거대하고 새로운 분야의 아직 알려지지 않은 많은 속성이 있습니다. 이 영역은 우리가 지금까지 알고 있는 모든 것을 훨씬 능가합니다.
여기에서 정확히 100년 전, 20세기가 시작되면서 많은 주요 이론가들이 물리학에서 "실질적으로 모든 것이 이미 열려 있다"고 주장했고 "지평선 위의 작은 구름"이 몇 개만 남아 있었다는 것을 기억하는 것이 적절합니다. 이 "작은 구름"에서 태어난 양자 역학, 상대성 이론 (이상하게도 양자 역학과 현재 형태로는 호환되지 않음), 핵 물리학, 전자, 고체 물리학 및 거의 모든 현대 첨단 기술 ... 심지어 발생합니다. 지식이 풍부한 사람들은 미래의 과학적 진보를 과소평가하는 경향이 있습니다. 19 세기 G. Kirchhoff의 과학자는 방사선 법칙과 학생에게 알려진 전류 분기 법칙을 물리학에 남겼습니다. 그래서 19세기가 끝나기 20년 전에 키르히호프는 새로운 물리적 발견에 대해 들었을 때 냉소적으로 웃었습니다. 물리학에서 발견할 것이 남아 있습니까? 20세기의 마지막 수십 년 동안에도 매우 유명한 과학자들로부터 거의 동일한 진술을 들을 수 있었습니다. 그러나 항상 그런 것은 아닙니다. 심지어 2000년 전(!) 서기 1세기, "자연의 질문" 7권에서 Nero의 교육자 L.A. Seneca는 다음과 같이 썼습니다. 그 비밀을 다시 또 영원히 밝히지 아니하리로다"
암흑 덩어리
숨겨진 (또는 어두운) 질량도 천체 물리학에서 갑자기 나타나지 않았습니다. A. Friedman (1922)의 작업 결론은 그가 고려한 것입니다. 다른 변형세계의 곡률은 물질의 평균 밀도에 따라 달라지는 우주의 미래 운명과 관련이 있습니다. 우주는 무한히 팽창할 수 있습니다. 확장이 멈출 수 있습니다. 그것은 수축으로 대체 될 수 있습니다... 마지막 두 가지 옵션은 천체 물리학 자들이 적극적으로 고려했으며 80 년대에는 빅뱅의 첫 순간에 발생한 상상할 수 없을 정도로 빠른 우주 확장 (소위 인플레이션)도 포함했습니다. . 원칙적으로 우주의 평균 물질 밀도는 20세기 중반에 이미 결정될 수 있었습니다. 그런데 이상한 일이 일어났습니다. 1930년대에 천문학자 F. Zwicky는 연결된 은하 집단의 움직임을 연구했습니다. 각 은하의 전체 중력은 약 10배이기 때문에 은하 집단을 떠나야 할 정도로 빠르게 움직입니다. 그 이하그것은 그들을 지킬 수 있습니다. 그러나 그들은 그룹의 일부로 남아 있습니다. 과학자들은 은하계의 별, 가스 및 먼지의 총 질량을 결정할 수 있습니다. 그녀는 충분하지 않습니다. 천문학자들이 알아차리지 못하는 어떤 종류의 암흑 질량이 여전히 존재한다고 가정해야 했습니다. 하지만 왜? 천문학자들이 CMB 관측에서 얻은 다른 데이터와 비교하여 매우 멀리 떨어진 초신성에 대한 새로운 관측에서 얻고자 했던 것은 암흑 질량을 포함한 물질의 평균 밀도였습니다.
CMB 방사선
또 다른 실험 결과는 우주의 눈에 보이는 물질의 질량과 관측된 움직임 사이에 분명한 불일치가 있음을 나타냅니다. 이것은 1948년 Gamow가 예측한 것과 동일한 고유한 효과이며, 우주론은 조금 뒤인 20세기의 마지막 3분의 1에 상응하는 도구를 획득했습니다. 러시아 과학에서는 유물 방사선이라고 하고 서양 과학에서는 마이크로파 우주 배경 방사선이라고 합니다. 1965년에 발견한 천체 물리학자 A. Penzias와 R. Wilson(미국)은 노벨상을 받았습니다. 그런 다음 무선 공학에 익숙한 사람들은 수신된 무선 신호에서 노이즈를 줄이는 가능성이 무제한이 아니라는 사실에 관심을 가졌습니다. 유용한 신호와 함께 가장 진보된 안테나조차도 약간의 노이즈를 수신하는데, 이는 밝혀진 바와 같이 한 번에 모든 곳에서 발생합니다. 그 기원은 즉시 이해되지 않았습니다(실험자들은 이론적인 기사를 읽는 것을 좋아하지 않습니다). 그것은 ... 빅뱅 섬광의 잔해의 빛으로 밝혀졌습니다. 한때 그것은 거의 태양의 빛만큼 밝았지만, 그것은 모든 방향에서 왔습니다. 빅뱅 이후 400,000년 동안 매질은 너무 밀도가 높고 뜨거워서 자체 복사에 불투명했습니다. 마지막으로 팽창으로 인해 온도가 4000도까지 떨어졌을 때 매질은 투명해졌고 4000K 온도의 복사선이 끊어졌습니다. 오늘날 사방에서 같은 공간이 우리를 둘러싸고 있지만 적색편이로 인해 최대 복사량이 0.7미크론(주황색 빛)에서 1mm(전파)로 이동하여 방출되는 전파 소음으로 인식될 정도로 확장되었습니다. 절대 영도(2.7K)에 가까운 온도를 가진 신체에 의해. CMB 복사는 우주론의 특별한 주제가 되었습니다. 그것은 한때 존재했던 에테르의 개념, 즉 태양계의 속도, 지구 또는 우주선진공과 관련하여 찾을 수 없지만 우주 마이크로파 배경과 관련하여 결정할 수 있습니다. 그러나 빅뱅 순간에 물질이 우주 공간에 어떻게 흩어졌는지 그 불균질성으로 판단할 수 있습니까? 가능하다는 것이 밝혀졌습니다. 유물 방사선은 Friedman의 모델에서 평평한 우주를 선택할 수 있게 했습니다. 측정을 위해서는 10만분의 1도의 사소한 불균일성을 포착할 수 있는 도구가 필요했습니다. WMAP 위성 데이터에 따른 배경 불균일성은 왼쪽 상단의 그림과 같으며, 오른쪽에는 각도 크기에 따른 불균일성의 분포가 표시되어 있습니다. 이 다이어그램의 깊은 물리적 의미는 A.D. 사하로프; 따라서 "Sakharov 변동"이라고합니다. 관찰 결과는 첫째, 배경이 일반적으로 상당히 동질적이라는 것을 보여줍니다. 둘째, Sakharov 변동은 "일반적인"물질이 분명히 충분하지 않은 형성에 대해 그러한 불균일성의 존재를 보여줍니다. 떠오르는 우주에는 이해할 수 없고 거대한 무언가가 이미 존재하고 있었습니다.
4/10퍼센트의 세상에서
모든 별은 원반 모양의 은하 중심을 중심으로 회전합니다. 태양과 그 행성들은 2억 5천만 년 동안 중심 주위를 한 바퀴 돈다. 구형 성단도 중심을 중심으로 회전하며 주기적으로 은하계 위로 올라간 다음 그 아래로 떨어집니다. 다시 말하지만, 은하 원반에 있는 별, 가스 및 먼지의 총 질량은 별의 회전과 구상 성단의 독특한 움직임을 모두 설명해야 하는 질량보다 훨씬 적습니다. 새로운 우주론적 문제의 시급성과 관련하여 천문학자들은 우주의 질량에 대한 기존 추정치를 신중하게 수정했습니다. 결과는 놀랍습니다. 별, 가스, 먼지 클러스터 및 거의 열린 블랙홀과 같이 우주에서 우리가 보는 모든 것은 질량의 0.4 %에 불과합니다. (그리고 최근까지 우주 질량의 대부분이 별에 집중되어 있다고 가정했습니다.) 방사선은 또 다른 0.005%를 제공합니다. 높은 확률로 상대적으로 거대하고 아직 발견되지 않은 비발광 물체가 있습니다. 우선, 이들은 여러 가지 이유로 탐지하기 어려운 은하계 수소 구름입니다. 그것들은 보통 물질의 대부분, 대략 우주의 질량을 설명합니다! 더 이상 취할 곳이 없습니다. 이 4%는 중성자와 양성자를 포함하는 바리온으로 구성된 물질로 구성됩니다. 전자는 양성자만큼 많지만 질량은 수십 배 더 작습니다. Baryon 물질은 우주에서 보통 물질의 전 세계입니다. 2003-04년 발행 WMAP 위성 장비에 의한 우주 마이크로파 배경 복사의 특성에 대한 새로운 연구 결과는 바리온 물질과 암흑 물질의 총합에서 바리온 물질이 단지 17%를 차지한다는 것을 보여주었습니다.
가장 정확한 실수
우주는 람다 멤버의 모습으로 우주론에 들어간 공허함의 에너지에 의해 지배된다고 말할 수 있습니다. 아인슈타인의 우주 상수는 그가 Gamow에 말했듯이 "그의 가장 큰 실수"가 전혀 아니었습니다. 그리고 아직 현대적인 형태그 의미는 아인슈타인이 준 것과 다릅니다. 그의 중력장 방정식은 뉴턴의 중력 상수를 통해 공간 곡률 텐서를 그 안의 에너지와 물질의 분포와 연결했습니다. 그는 공간의 특성으로 왼쪽에 람다 항을 배치했습니다. 이제 물리학자들은 그것을 오른쪽으로 옮겼습니다. 여기에서 진공은 에너지와 물질의 분포와 동등하게 작용하며 지금까지 물리학에 친숙했던 어떤 것보다 몇 배 더 큰 새로운 형태의 에너지 밀도를 나타냅니다. 반중력은 중력을 능가합니다. 그 결과 중력은 인력이 아니라 반발력입니다. 람다 항은 보편적인 반중력의 법칙과 우주의 가속 팽창을 정의합니다. 아인슈타인이 람다 용어를 만들지 않았다면 오늘날에도 여전히 나타 났을 것입니다.
이 기사에서 논의되지 않을 것은 암흑 에너지의 본질에 대해 이미 만들어졌고 만들어지고 있는 가설입니다. 물리학 자들은 고전 원리와 양자 역학 원리의 발전을 기반으로 그것들을 구축하려고 노력하고 있습니다. 또한 현실에 분명히 존재하는 시간과 공간의 플랑크 양자를 고려합니다. 플랑크 공간 양자의 길이(센티미터)는 소수점 이하 1 이전의 0 32개이고, 시간 양자의 길이(초)는 소수점 이하 1 이전의 42개입니다. 예를 들어 특이점에서 무한한 밀도의 역설을 설명하는 자연에는 시간이나 그보다 짧은 길이가 존재하지 않습니다. 빅뱅 이전에는 밀도가 거대했지만 무한하지는 않았으며 특이점은 부피 양자보다 작을 수 없었습니다 (입방 센티미터-소수점 뒤 98 0). 이벤트는 시간 퀀텀보다 짧을 수 없습니다. 일반 상대성 이론과 양자 역학의 원리를 결합하려는 물리학자들은 끈 이론과 루프 양자 중력 이론을 개발하여 세상이 어떻게 작동하는지 설명하기 위해 경쟁했습니다. 암흑 에너지의 본질이 양자 이론에서 해석될 것인지 아니면 아인슈타인이 시도한 고전 물리학의 관점에서 해석될 것인지는 시간이 말해줄 것입니다.
어두운 시대
놀랍게도 빅뱅 직후, 50만 년 후 우주가 완전히 어둡고 텅 비어 있고 차가웠던 시대가 시작되었습니다. 암흑기는 약 2억 5천만 년 동안 지속되었습니다. 우주에는 단 하나의 별도, 단 하나의 은하도 없었다. 암흑기 초기에 인간의 눈이 여전히 칙칙하고 균일한 하늘의 빛을 볼 수 있었다면 이제 어둠은 어디에나 존재하게 되었습니다. 우주는 대부분 암흑 물질과 CMB 방사선으로 채워져 있었는데, 그 당시 파장은 더 짧았고(적외선) 약 150K(-120°C)였으며 공간이 확장됨에 따라 계속 냉각되었습니다. 바리온 물질은 1/10 암흑이며 빅뱅에서 남은 질량 비율이 4:1인 수소와 헬륨 원자로 구성되었습니다. 암흑 에너지는 거의 역할을 하지 않았습니다. 우주 마이크로파 배경 복사를 제외하고는 거기에서 우리에게 도달한 것이 없기 때문에 암흑 시대의 사건은 계산 모델의 도움으로 확립되었습니다. 그러나 모델은 상당히 신뢰할 수 있습니다. 암흑 시대의 본질에 대한 아이디어를 제공하는 것은 바로 그들입니다. 우주 마이크로파 배경과 물질의 연결이 끊어지고 복사가 독립적인 현상이 되었을 때 적색편이는 엄청난 값 z = 1200이었습니다. 이것은 이미 언급한 400,000년의 나이에 해당하며 가장 먼(또는 가장 이른 ) 관찰할 수 있는 물체는 z = 6, 5(9억 년)입니다. z = 1100에서 온도는 3000K로 떨어지고 플라즈마 재결합이 발생하며 입자가 원자로 결합됩니다. 이것으로 격동의 사건이 끝나고 암흑기가 시작된 것 같습니다. 첫 번째 별이 형성되기 전에 남아있었습니다. 다른 모델, 2 억 ~ 4 억년은 더 이상 중요한 프로세스가 없었던 다소 지루한 시간입니다. 가장 중요한 것은 기온이 더 떨어졌다는 것입니다. 그리고 별 형성이 지연된 이유는 물질의 분포가 실질적으로 균일하여 응결 형성을 방지했기 때문도 아닙니다. WMAP 위성 실험은 별이 형성될 가능성은 거의 없지만 암흑 질량에 매우 작고 극히 드문 불규칙성이 존재한다는 것을 보여주었습니다. 그러나 적색편이 z가 약 6에 도달했을 때(그리고 우주의 나이는 약 10억 년) 셀 수 없이 많은 은하가 공간을 가득 채웠습니다. 거대하고 매우 밝은 첫 번째 별은 우주의 전체 역사를 결정했습니다. 그들은 무엇을 기다리고 있었습니까? 지금까지 별 형성을 지연시킨 것은 무엇입니까? 금지령은 별 형성 메커니즘 자체에 의해 생성 된 것으로 밝혀졌습니다.
첫 번째 별
첫 번째 별의 형성 과정은 수소-헬륨 혼합물 인 소스 물질의 화학적 순도로 인해 현대 유형의 별 형성보다 간단했습니다. 원자 구성의 가스가 암흑 덩어리와 혼합되었습니다. 암흑 물질의 중력 작용에 따라 수축하기 시작했습니다. 별의 형성은 환경의 온도, 응축 가스 형성의 질량 및 응축에서 열을 제거하여 주변 공간으로 방출하는 능력이 있는 분자 수소의 존재에 따라 달라집니다. 분자 수소는 원자의 무작위 충돌에서 원자 수소에서 발생할 수 없습니다. 자연에서 형성되기 위해서는 다소 복잡한 과정이 필요합니다. 따라서 z > 15–20에서 수소는 주로 원자상에 남아 있습니다. 압축되면 응축 가스의 온도가 1000K 이상으로 올라가고 분자 수소의 비율이 다소 증가합니다. 이 온도에서는 더 이상의 응결이 불가능합니다. 그러나 분자 수소 덕분에 형성의 가장 밀도가 높은 부분의 온도가 200-300으로 감소하고 압축이 계속되어 가스 압력을 극복합니다. 점차 일반 물질이 암흑 물질에서 분리되어 중앙에 집중됩니다. 별을 형성하는 데 필요한 가스 응축의 최소 질량인 Jeans 질량은 가스 온도에 대한 멱법칙 의존성에 의해 결정되므로 첫 번째 별의 질량은 태양보다 500-1000배 더 컸습니다. 현대 우주에서 별이 형성되는 동안 응축 밀도가 높은 부분의 온도는 10K에 불과할 수 있습니다. 첫째, 열 제거 기능이 나타난 무거운 요소와 먼지 입자에 의해 더 성공적으로 수행되기 때문입니다. 둘째, 환경의 온도(유물 방사선)는 암흑기 말기처럼 거의 100K가 아닌 2,7K에 불과합니다. Jeans의 두 번째 질량 척도는 압력(보다 정확하게는 압력의 제곱근)입니다. 암흑기에는 이 매개변수가 지금과 거의 동일했습니다.
처음으로 형성된 별은 태양보다 4~14배 더 클 뿐만 아니라 매우 뜨거웠습니다. 태양은 5780K의 온도로 빛을 방출합니다. 첫 번째 별의 온도는 100,000-110,000K였으며 복사 에너지는 태양 에너지를 수백만 배, 수천만 배 초과했습니다. 태양이 불린다. 노란 별; 이 같은 별들은 자외선이었습니다. 그들은 불과 몇 백만 년 만에 불타고 붕괴했지만, 후속 세계의 속성을 결정하는 적어도 두 가지 기능을 수행했습니다. 핵융합 반응의 결과로 "금속"(천문학자들이 헬륨보다 무거운 모든 원소라고 부르는 것처럼)으로 내부가 어느 정도 풍부해졌습니다. 그들로부터 흐르는 "성풍"은 금속으로 성간 매체를 풍부하게 하여 다음 세대의 별 형성을 촉진했습니다. 금속의 주요 공급원은 일부 금속이 초신성으로 폭발하는 것이었습니다. 첫 번째 별의 끝에 있는 가장 무거운 부분 인생의 길, 분명히 형성된 블랙홀. 거대한 별에서 나오는 강력한 자외선은 성간 및 은하계 가스의 급속한 가열 및 이온화를 일으켰습니다. 이것이 그들의 두 번째 기능이었습니다. 이 과정은 원자가 형성되고 CMB가 방출될 때 z = 1200에서 2억 5천만 년 전에 끝난 재결합의 반대이기 때문에 재이온화라고 합니다. 먼 퀘이사에 대한 연구는 재이온화가 z = 6-6.5에서 실질적으로 끝난다는 것을 보여줍니다. z = 1200과 z = 6.5라는 이 두 표시를 암흑기의 경계로 간주하면 9억 년 동안 지속된 것입니다. 첫 번째 별이 나타나기 전의 완전한 어둠의 기간 자체는 약 2억 5천만 년으로 더 짧았으며 이론가들은 매우 예외적인 경우에 개별 별이 더 일찍 나타날 수 있었지만 그럴 확률은 매우 낮았다고 믿고 있습니다.
최초의 별이 형성되면서 암흑기는 막을 내렸다. 거대 자외선 별은 주로 암흑 물질에 의해 형성된 원시 은하의 일부였습니다. 원시은하의 크기는 작았고 서로 가까웠기 때문에 이들을 최초의 은하로 결합시키는 강한 인력이 발생했습니다. 그들의 크기는 20~30광년(현재 지구까지의 거리의 5배에 불과함)이었습니다. 가장 가까운 별; 우리 은하는 지름이 10만 광년이다. 이 거대한 자외선 별을 보는 것은 흥미로울 것이지만 엄청난 밝기에도 불구하고 이것을 할 수는 없습니다. 그들은 z = 8-12 영역에 있고 z = 6.37의 퀘이사는 여전히 먼 거리를 관찰한 기록으로 남아 있습니다. 사물. 이제 일정 기간 동안 발생한 방사선을 분리하는 방법을 알아낼 수 있다면 ... 때때로 주저했던 E. Hubble은 적색 편이가 도플러 효과가 아니라 단순히 빛의 노화의 결과라고 인정했습니다.
결론
2005년은 알베르트 아인슈타인이 상대성 이론에 관한 그의 첫 작품을 출판한 지 100주년이 되는 해입니다. 실험 연구가 심화됨에 따라 세상은 점점 더 복잡해지고 있음이 밝혀졌습니다. 새로운 이론들도 점점 더 복잡해지고 있고, 실험자인 나로서는 이러한 이론들의 타당성을 판단하기가 쉽지 않다. 저는 아인슈타인의 다음 말에서 약간의 위안을 얻습니다. 새로운 발견에 대한 이 짧은 리뷰의 끝에서 나는 지금부터 100년 후에 쓰여질 또 다른 리뷰를 상상하려고 합니다. 저자도 낙관주의자가 되어 Lucretius Annius Seneca의 말로 마무리하기를 바랍니다. "자연은 그 비밀을 한 번에 완전히 드러내지 않습니다."
대부분 비 ~에 대한 엘 비 쉿 그리고 이자형
우주의 물체
기술의 급속한 발전 덕분에 천문학자들은 우주에서 점점 더 흥미롭고 놀라운 발견을 하고 있습니다. 예를 들어, "우주에서 가장 큰 물체"라는 제목은 거의 매년 한 발견에서 다른 발견으로 전달됩니다. 일부 열린 개체는 너무 커서 지구상 최고의 과학자조차도 그 존재를 당황하게 만듭니다. 그 중 가장 큰 10가지에 대해 이야기해 봅시다.
초공허
보다 최근에 과학자들은 우주에서 가장 큰 냉점을 발견했습니다(적어도 우주 과학에는 알려져 있음). 그것은 별자리 Eridanus의 남쪽 부분에 위치하고 있습니다. 길이가 18억 광년인 이 지점은 과학자들을 당혹스럽게 합니다. 왜냐하면 그들은 그러한 물체가 실제로 존재할 수 있다고 상상조차 할 수 없었기 때문입니다.
제목에 "void"라는 단어가 있음에도 불구하고 (영어 "void"는 "emptiness"를 의미 함) 여기 공간은 완전히 비어 있지 않습니다. 이 공간 영역에는 주변보다 약 30% 적은 수의 은하단이 포함되어 있습니다. 과학자들에 따르면 공극은 우주 부피의 최대 50%를 차지하며, 이 비율은 주변의 모든 물질을 끌어당기는 초강력 중력으로 인해 계속해서 증가할 것이라고 합니다. 이 공허를 흥미롭게 만드는 두 가지 이유는 상상할 수 없는 크기와 불가사의한 한랭 유물 WMAP과의 관계입니다.
흥미롭게도, 새로 발견된 초공동체는 이제 과학자들에 의해 냉점 또는 우주 유물(배경) 마이크로파 복사로 채워진 우주 공간과 같은 현상에 대한 가장 좋은 설명으로 인식되고 있습니다. 과학자들은 이 냉점이 실제로 무엇인지 오랫동안 논쟁해 왔습니다.
예를 들어 제안된 이론 중 하나는 콜드 스팟이 우주 간의 양자 얽힘으로 인해 발생하는 평행 우주에 있는 블랙홀의 지문이라고 제안합니다.
그러나 많은 현대 과학자들은 이러한 냉점의 출현이 초공동에 의해 유발될 수 있다고 믿는 경향이 있습니다. 이것은 양성자가 공극을 통과할 때 에너지를 잃고 약해진다는 사실에 의해 설명됩니다.
그러나 냉점의 위치에 상대적으로 가까운 초공극의 위치는 단순한 우연의 일치일 가능성이 있습니다. 과학자들은 여전히 이것에 대해 많은 연구를 하고 있으며 궁극적으로 공극이 신비한 냉점의 원인인지 또는 그 원인이 다른 것인지 알아냅니다.
슈퍼블롭
2006년에 우주에서 가장 큰 물체의 제목은 발견된 신비한 우주 "버블"(또는 과학자들이 일반적으로 부르는 블롭)에 주어졌습니다. 사실, 그는 이 직함을 잠시 동안 유지했습니다. 이 2억 광년 길이의 거품은 가스, 먼지, 은하의 거대한 집합체입니다. 몇 가지 주의 사항을 제외하면 이 개체는 거대한 녹색 해파리처럼 보입니다. 이 물체는 엄청난 양의 우주 가스가 존재하는 것으로 알려진 우주 지역 중 하나를 연구하던 일본 천문학자들에 의해 발견되었습니다. 예기치 않게 이 기포의 존재를 나타내는 특수 텔레스코픽 필터를 사용하여 기포를 찾을 수 있었습니다.
이 거품의 세 개의 "촉수" 각각에는 우주에서 일반적인 것보다 4배 더 밀도가 높은 은하가 포함되어 있습니다. 이 기포 내부의 은하단과 가스 공을 Liman-Alpha 기포라고 합니다. 이 물체들은 빅뱅 이후 약 20억 년 후에 형성되었으며 고대 우주의 실제 유물이라고 믿어집니다. 과학자들은 덩어리 자체가 과거에 존재했던 거대한 별이 형성되었을 때 형성되었다고 제안합니다. 초기우주에서 갑자기 초신성이 되어 엄청난 양의 가스를 방출했습니다. 이 물체는 너무 커서 과학자들은 그것이 우주에서 형성되는 최초의 우주 물체 중 하나라고 믿습니다. 이론에 따르면 시간이 지남에 따라 여기에 축적된 가스로부터 점점 더 많은 새로운 은하가 형성될 것입니다.
섀플리 초은하단
수년 동안 과학자들은 우리 은하가 은하수시속 220만 킬로미터의 속도로 우주를 통해 별자리 Centaurus로 끌립니다. 천문학자들은 그 이유가 이미 전체 은하를 끌어당기기에 충분한 중력을 가진 물체인 거대 인력체 때문이라고 이론화합니다. 사실, 과학자들은 이것이 어떤 종류의 물체인지 오랫동안 알아낼 수 없었습니다. 성간 먼지에 의한 빛의 흡수가 너무 커서 그 뒤에 무엇이 있는지 볼 수 없습니다.
그러나 시간이 지남에 따라 X선 천문학이 구출되었고 ZOA 영역 너머를 볼 수 있을 만큼 충분히 강력하게 발전했으며 무엇이 그러한 강력한 중력 풀을 유발하는지 알아낼 수 있었습니다. 과학자들이 본 모든 것은 평범한 은하단으로 밝혀져 과학자들을 더욱 당혹스럽게 만들었습니다. 이 은하는 거대 인력체가 될 수 없으며 우리 은하수를 끌어당길 만큼 충분한 중력을 가질 수 없습니다. 이 수치는 필요한 양의 44%에 불과합니다. 그러나 과학자들이 우주를 더 깊이 들여다보기로 결정하자마자 "거대한 우주 자석"이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 큰 물체라는 것을 곧 발견했습니다. 이 물체는 Shapley 슈퍼클러스터입니다.
초거대 은하단인 Shapley Supercluster는 Great Attractor 뒤에 있습니다. 그것은 너무 거대하고 강력한 인력을 가지고 있어 Attractor 자체와 우리 은하 모두를 끌어당깁니다. 초은하단은 1,000만 개 이상의 태양 질량을 가진 8,000개 이상의 은하로 구성되어 있습니다. 우리 우주 영역의 모든 은하는 현재 이 초은하단에 의해 끌려가고 있습니다.
만리장성 CfA2
이 목록에 있는 대부분의 물체와 마찬가지로 만리장성(CfA2 만리장성이라고도 함)은 한때 우주에서 가장 큰 알려진 우주 물체라는 제목을 자랑했습니다. 그것은 미국 천체물리학자 마가렛 조안 겔러와 존 피터 후크라가 하버드-스미소니언 천체물리학 센터에서 적색편이 효과를 연구하던 중 발견했습니다. 과학자들에 따르면 길이는 5억 광년, 너비는 1600만 광년이다. 그 모양은 중국의 만리장성과 비슷합니다. 따라서 그가 얻은 별명.
만리장성의 정확한 치수는 여전히 과학자들에게 미스터리입니다. 7억 5천만 광년에 걸쳐 생각보다 훨씬 클 수 있습니다. 정확한 치수를 결정하는 문제는 위치에 있습니다. Shapley 초은하단의 경우와 마찬가지로 만리장성은 "회피 구역"으로 부분적으로 덮여 있습니다.
일반적으로 이 "회피 영역"은 관측 가능한(현재 기술로 도달할 수 있는) 우주의 약 20%를 볼 수 없습니다. 방법은 광학 파장을 크게 왜곡합니다. "회피 구역"을 통해 보기 위해 천문학자들은 "회피 구역"의 또 다른 10%를 투과할 수 있는 적외선과 같은 다른 유형의 파동을 사용해야 합니다. 적외선이 통과하지 못하는 곳을 전파는 물론 근적외선과 X선이 투과합니다. 그러나 실제로 이렇게 넓은 공간 영역을 볼 수 없다는 사실은 과학자들에게 다소 실망스럽습니다. "회피 영역"에는 우주에 대한 우리 지식의 공백을 채울 수 있는 정보가 포함될 수 있습니다.
슈퍼클러스터 라니아케아
은하계는 일반적으로 함께 그룹화됩니다. 이러한 그룹을 클러스터라고 합니다. 이러한 클러스터가 더 가깝게 배치된 공간 영역을 슈퍼 클러스터라고 합니다. 이전에 천문학자들은 우주에서 물리적 위치를 결정하여 이러한 물체를 매핑했지만 최근에는 새로운 방법이전에 천문학에 알려지지 않은 데이터에 빛을 비추는 로컬 공간의 매핑.
로컬 공간과 그 안에 위치한 은하를 매핑하는 새로운 원리는 물체의 물리적 위치 계산이 아니라 물체가 가하는 중력 효과의 측정에 기반합니다. 새로운 방법 덕분에 은하의 위치가 결정되고 이를 바탕으로 우주의 중력 분포 지도가 작성됩니다. 우리가 보는 우주의 새로운 물체를 천문학자들이 표시할 수 있을 뿐만 아니라 이전에는 볼 수 없었던 곳에서 새로운 물체를 찾을 수 있기 때문에 기존 방법에 비해 새로운 방법이 더 발전했습니다. 이 방법은 특정 은하의 충돌 수준을 측정하는 것이지 이러한 은하를 관찰하는 것이 아니기 때문에 직접 볼 수 없는 물체도 찾을 수 있습니다.
새로운 연구 방법을 사용한 우리 지역 은하 연구의 첫 번째 결과가 이미 얻어졌습니다. 과학자들은 중력 흐름의 경계를 기반으로 새로운 초은하단을 표시합니다. 이 연구의 중요성은 우주에서 우리의 위치가 어디에 있는지 더 잘 이해할 수 있게 해준다는 사실에 있습니다. 은하수는 이전에 처녀자리 초은하단 내부에 있는 것으로 생각되었지만, 새로운 조사 방법에 따르면 이 지역은 우주에서 가장 큰 천체 중 하나인 훨씬 더 큰 라니아케아 초은하단의 팔에 불과하다는 것이 밝혀졌습니다. 그것은 5억 2천만 광년에 걸쳐 뻗어 있으며 그 안에 우리가 있습니다.
슬론 만리장성
Sloan Great Wall은 우주에서 가장 큰 물체의 존재를 확인하기 위해 수억 개의 은하를 과학적으로 매핑하는 Sloan Digital Sky Survey의 일환으로 2003년에 처음 발견되었습니다. Sloan의 만리장성은 거대한 문어의 촉수처럼 우주 전체에 퍼져 있는 여러 개의 초은하단으로 이루어진 거대한 은하 필라멘트입니다. 길이가 14억 광년인 이 "벽"은 한때 우주에서 가장 큰 물체로 여겨졌습니다.
Sloan의 만리장성 자체는 그 안에 있는 초은하단만큼 잘 알려져 있지 않습니다. 이러한 초은하단 중 일부는 그 자체로 흥미롭고 특별히 언급할 가치가 있습니다. 예를 들어, 하나는 측면에서 거대한 덩굴손처럼 보이는 은하의 핵을 가지고 있습니다. 또 다른 초은하단은 은하들 사이에 매우 높은 수준의 상호작용을 하고 있으며, 그 중 다수는 현재 합병을 진행하고 있습니다.
"벽"과 다른 더 큰 물체의 존재는 우주의 신비에 대한 새로운 질문을 만듭니다. 그들의 존재는 이론적으로 우주에서 얼마나 큰 물체가 될 수 있는지를 제한하는 우주론적 원리에 위배됩니다. 이 원리에 따르면 우주의 법칙은 12억 광년보다 큰 물체의 존재를 허용하지 않는다. 그러나 Sloan의 Great Wall과 같은 물체는 이러한 의견과 완전히 반대됩니다.
퀘이사 그룹 Huge-LQG7
퀘이사는 은하 중심에 위치한 고에너지 천체입니다. 퀘이사의 중심은 초대질량 블랙홀로 주변 물질을 끌어당기는 것으로 여겨진다. 이로 인해 은하계 내부의 모든 별보다 1000배 더 강력한 거대한 방사선이 발생합니다. 현재 우주에서 세 번째로 큰 물체는 40억 광년에 걸쳐 흩어져 있는 73개의 퀘이사로 구성된 거대-LQG 퀘이사 그룹입니다. 과학자들은 이 거대한 퀘이사 그룹과 유사한 퀘이사가 예를 들어 슬론의 만리장성과 같은 우주에서 가장 큰 물체의 주요 전구체이자 소스 중 하나라고 믿습니다.
거대한-LQG 퀘이사군은 슬론의 만리장성을 발견한 것과 동일한 데이터를 분석한 후에 발견되었습니다. 과학자들은 특정 영역에서 퀘이사의 밀도를 측정하는 특수 알고리즘을 사용하여 공간 영역 중 하나를 매핑한 후 그 존재를 확인했습니다.
Huge-LQG의 존재 자체가 여전히 논란의 대상이라는 점에 유의해야 합니다. 일부 과학자들은 이 공간 영역이 실제로 퀘이사 그룹을 나타낸다고 믿는 반면, 다른 과학자들은 이 공간 영역 내의 퀘이사가 무작위로 위치하고 있으며 같은 그룹의 일부가 아니라고 믿고 있습니다.
자이언트 감마 링
50억 광년에 걸쳐 뻗어 있는 거대 은하 감마선 고리(Giant GRB Ring)는 우주에서 두 번째로 큰 물체입니다. 놀라운 크기 외에도 이 개체는 특이한 모양. 감마선 폭발(무거운 별의 죽음으로 인해 형성되는 거대한 에너지 폭발)을 연구하는 천문학자들은 일련의 9번의 폭발을 발견했으며, 그 근원은 지구에서 같은 거리에 있었습니다. 이 폭발은 보름달 지름의 70배에 달하는 하늘에 고리를 형성했습니다. 감마선 폭발 자체가 상당히 드물게 발생, 그들이 하늘에서 비슷한 모양을 형성할 확률은 20,000분의 1입니다. 이것은 과학자들이 우주에서 가장 큰 물체 중 하나를 목격하고 있다고 믿게 했습니다.
그 자체로 "링"은 지구에서 본 이 현상의 시각적 표현을 설명하는 용어일 뿐입니다. 거대한 감마선 고리는 약 2억 5천만 년이라는 상대적으로 짧은 기간에 모든 감마선 폭발이 발생한 구체의 투영일 수 있다는 이론이 있습니다. 사실, 어떤 종류의 소스가 그러한 영역을 만들 수 있는지에 대한 질문이 발생합니다. 하나의 설명은 은하가 암흑 물질의 거대한 집중 주위에 밀집할 수 있는 가능성을 중심으로 전개됩니다. 그러나 이것은 단지 이론일 뿐입니다. 과학자들은 이러한 구조가 어떻게 형성되는지 아직 모릅니다.
헤라클레스의 만리장성 - 노스 코로나
우주에서 가장 큰 물체는 천문학자들이 감마선 관찰의 일환으로 발견하기도 했습니다. 헤라클레스의 만리장성-북부 코로나(Great Wall of Hercules-Northern Corona)라고 불리는 이 물체는 100억 광년에 걸쳐 있으며 거대한 은하 감마 고리 크기의 두 배입니다. 감마선의 가장 밝은 폭발은 일반적으로 더 많은 물질이 있는 우주 영역에 위치한 더 큰 별에 의해 생성되기 때문에 천문학자들은 매번 그러한 폭발을 바늘이 더 큰 것을 찌르는 것으로 은유적으로 봅니다. 과학자들은 헤라클레스와 북부 코로나 별자리 방향으로 공간 영역에 너무 많은 감마선 폭발이 있음을 발견했을 때 천체, 이는 은하단 및 기타 물질의 밀집된 농도 일 가능성이 큽니다.
흥미로운 사실은 "헤라클레스의 만리장성 - 북부 왕관"이라는 이름은 Wikipedia에 기록한 필리핀 십대에 의해 만들어졌습니다 (이 전자 백과 사전을 모르는 사람은 누구나 편집 할 수 있습니다). 천문학자들이 우주 하늘에서 거대한 구조를 발견했다는 소식이 있은 직후 위키백과 페이지에 해당 기사가 나타났습니다. 발명 된 이름이이 물체를 정확하게 설명하지 않는다는 사실에도 불구하고 (벽은 한 번에 두 개가 아닌 여러 별자리를 덮음) 세계 인터넷은 빠르게 익숙해졌습니다. 아마도 위키백과가 발견되고 과학적으로 흥미로운 대상에 이름을 부여한 것은 이번이 처음일 것입니다.
이 "벽"의 존재 자체가 우주론적 원리와도 모순되기 때문에 과학자들은 우주가 실제로 어떻게 형성되었는지에 대한 일부 이론을 재고해야 합니다.
우주 웹
과학자들은 우주의 팽창이 무작위가 아니라고 믿습니다. 우주의 모든 은하가 밀집된 지역을 통합하는 필라멘트 연결을 연상시키는 하나의 놀라운 구조로 구성된다는 이론이 있습니다. 이 필라멘트는 밀도가 낮은 공극 사이에 흩어져 있습니다. 과학자들은 이 구조를 우주 웹(Cosmic Web)이라고 부릅니다.
과학자들에 따르면 거미줄은 우주 역사의 아주 초기 단계에 형성되었습니다. 거미줄 형성의 초기 단계는 불안정하고 이질적이어서 현재 우주에 있는 모든 것이 형성되는 데 도움이 되었습니다. 이 웹의 "스레드"는 이 진화가 가속화된 덕분에 우주의 진화에 큰 역할을 했다고 믿어집니다. 이 필라멘트 내부의 은하들은 훨씬 더 높은 별 형성 속도를 가지고 있습니다. 또한 이러한 스레드는 은하 사이의 중력 상호 작용을 위한 일종의 다리입니다. 이 필라멘트에서 형성된 후 은하계는 은하단으로 이동하여 결국 죽습니다.
과학자들은 최근에야 이 우주 웹이 실제로 무엇인지 이해하기 시작했습니다. 더욱이, 그들은 그들이 연구하고 있던 먼 퀘이사의 복사에서 그 존재를 감지하기까지 했습니다. 퀘이사는 우주에서 가장 밝은 물체로 알려져 있습니다. 그들 중 하나의 빛은 필라멘트 중 하나로 곧장 갔고, 필라멘트 중 하나는 그 안에 있는 가스를 가열하여 빛나게 했습니다. 이러한 관찰을 바탕으로 과학자들은 다른 은하 사이에 실을 꿰어 "우주의 뼈대" 그림을 수집했습니다.
빅뱅 이론에 따르면 우리 우주는 매우 특정한 나이를 가지고 있으며 현재 137억 년으로 추정됩니다. 우주와 같은 중요한 물체에 비해 아주 작지 않습니까?
빅뱅과 인플레이션
빅뱅 모델은 1920년대에 상트페테르부르크의 수학자 Alexander Fridman과 벨기에의 천체물리학자 Georges Lemattre가 수행한 연구로 거슬러 올라갑니다. 이 이론은 1948년경 Georgy Gamow와 그의 조수 2명의 작업에서 최종 형태를 얻었습니다(Gamow는 1934년 소련에서 미국으로 이주하여 수도에 있는 George Washington University에서 학과장을 받았습니다). 1964년 미국의 전파 천문학자 Arno Penzias와 Robert Wilson이 빅뱅 이론으로 예측한 마이크로파 복사를 발견한 후 새로운 삶우주 탄생의 표준 모델의 지위를 빠르게 얻었습니다.
최초의 빅뱅 이론과 그 이후의 버전 모두 우주는 기원 이후 계속해서 팽창하고 있지만 이 팽창률은 만유인력의 제동 효과로 인해 지속적으로 감소하고 있다고 주장했습니다. 그러나 1980년대 초 이론물리학연구소의 알렉세이 스타로빈스키(Aleksey Starobinsky). Stanford Linear Accelerator Theory Department의 Landau와 Alan Guth는 이 가정을 버리면 모델에 도움이 된다는 사실을 독립적으로 발견했습니다.
이전에는 이상한 우연의 일치로 우주가 이미 출생 당시 거의 완벽하게 평평하고 입자와 방사선으로 거의 균일하게 채워져 있다고 가정해야했습니다. Starobinsky와 Gut는 탄생 직후인 10-34초 이내에 우주가 급속도로 팽창하고 그 크기가 적어도 100배는 두 배가 되었다는 가설을 제시했습니다. 이것으로부터 처음에는 강하게 구부러지고 구성이 불균일 할 수 있습니다. 스트레칭의 결과로 첫 번째 배아가 된 가장 작은 변동을 제외하고는 여전히 평평하고 모든 곳에서 동일해야했기 때문입니다. 별과 은하.
공간의 초고속 팽창 가벼운 손미국의 이론 물리학자 Sidney Coleman은 우주론적 인플레이션이라고 불리게 되었습니다. 처음에 이 모델은 많은 단점을 겪었고 FIAN 연구원과 현재 스탠포드 대학교 교수 Andrei Linde와 펜실베이니아 대학교 Paul Steinhardt(Paul Steinhardt) 및 Andreas Albrecht(Andreas Albrecht) 물리학자들의 작업 덕분에 곧 사라졌습니다.
인플레이션 모델은 일반적으로 인플레이션이 일반적으로 인플레이톤이라고 하는 스칼라 양자장에 의해 구동된다는 데 동의합니다. 이 장은 중력과 반대로 작용하여 공간 팽창을 일으켰습니다. 처음에는 에너지 밀도가 아주 약간 떨어지기 때문에 끊임없는 힘으로 공간을 늘려 팽창의 원인이 되었습니다. 그러나 시간이 지남에 따라 필드는 에너지를 잃기 시작하여 결국 안정적인 최소값에 도달하고 이 위치에 고정되었습니다. 이 시점에서 인플레이션이 멈췄습니다. 이런 일이 일어나기 전에 장은 빠르게 진동하면서 전자기 복사를 생성하고 소립자. 결과적으로 인플레이션 단계가 끝날 무렵 우주는 감마 양자와 쿼크, 전자, 중성미자 등 아직 발견되지 않았지만 기존의 암흑 물질 입자로 가득 차있었습니다. 그런 다음 중력이 이어지고 우주는 계속 팽창했지만 속도는 감소했습니다.
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인플레이션이 없다면?
이론물리학자들은 가장 확립된 개념조차 재검토하는 것을 좋아합니다. 따라서 빅뱅의 인플레이션 해석에 경쟁자가 등장한 것은 놀라운 일이 아니다. 이 모델 중 하나는 한때 인플레이션 우주론의 토대를 마련하는 데 도움을 준 동일한 Paul Steinhardt (Paul Steinhardt)와 함께 나왔습니다. 그는 현재 프린스턴의 이론 물리학 센터를 이끌고 있습니다. Neil Turok은 2008년까지 케임브리지 대학의 수학 물리학과를 이끌었고 캐나다 온타리오 주의 워털루에 있는 Perimeter Institute for Theoretical Physics의 이사가 된 새로운 이론을 만드는 데 도움을 주었습니다. 따라서 두 저자 모두 현대 물리학의 초엘리트에 속합니다.
그들은 상당히 광범위한 청중을 위해 고안된 논문 Endless Universe에서 새로운 이론의 기초를 설명했습니다. 더 빅 Bang, Doubleday에서 2007년 출판. Steinhardt 및 Turok 모델은 여러 버전으로 존재하지만 가장 예시적인 버전에 대해 이야기하겠습니다. 그것은 M-이론으로 알려진 지난 세기 말에 개발된 양자 초끈 이론의 일반화를 기반으로 합니다. 이 이론은 물리적 세계가 이상하고 일회성이라고 말합니다. 그것은 소위 브레인(멤브레인의 줄임말)이라고 하는 더 작은 차원의 공간을 부유시킵니다. 우리의 우주는 3차원 공간을 가진 브레인 중 하나일 뿐입니다.
우주에 존재하는 모든 진정한 소립자(전자, 쿼크, 중성미자, 광자 등)는 실제로 무한히 가늘고 매우 짧은 끈이 열려 진동하고 있습니다. 이러한 각 끈의 끝은 우리의 3차원 브레인 내부에 단단히 고정되어 있으므로 끈이 떠날 수 없습니다. 모든 입자는 우리의 원래 공간에 영원히 잠겨 있습니다. 그러나 고리 모양의 끈도 있습니다. 이것은 중력장의 운반자 인 중력자입니다. 스트링 링이 특정 브레인에 연결되지 않아 이들 사이를 자유롭게 이동할 수 있다는 것이 매우 중요합니다. 이 중력은 근본적으로 뇌내 포로 상태에 있는 광자에 의해 전달되는 전자기 상호 작용과 다릅니다.
Steinhardt와 Turok 모델은 빅뱅이 우주의 시작이 전혀 아니라고 말합니다. 우주론적 시대부터 시작하여 그것이 어떻게 작동하는지 봅시다. 우주는 현재 증가하는 속도로 팽창하고 있기 때문에 물질과 복사의 밀도는 지속적으로 감소하고 있습니다. 일반 상대성 이론에서 다음과 같이 공간의 중력 곡률은 약해지고 기하학은 점점 이상적으로 평평해집니다. 앞으로 1조년 동안 우주의 크기는 약 100배가 될 것이며 물질 구조가 없는 거의 텅 빈 세계로 변할 것입니다. 암흑 에너지의 존재를 고려하는 인플레이션 우주론도 같은 것을 주장한다. 이 기간 동안 두 우주 이론의 예측이 완전히 일치한다는 것이 밝혀졌습니다.
그리고 차이점이 시작됩니다. 팽창 우주론은 단순히 우리 우주의 영원한 확장을 규정합니다. 가능한 출생자식 우주. Steinhardt와 Turok은 그녀의 미래를 다르게 봅니다. 그들의 가설에 따르면, 또 다른 3차원 브레인이 거의 0 정도의 간격으로 분리되어 우리 옆에 떠 있습니다. 그것은 동일한 진화를 겪습니다. 우리처럼 확장되고 평평해지고 비워집니다. 이 모든 시간 동안 브레인 사이의 거리는 거의 변하지 않습니다. 그러나 1조년이 지나면 뇌가 수렴되기 시작할 것입니다. 그들은 갭의 길이에 따라 작용하는 역장에 의해 서로 연결됩니다. 이제 그것은 뇌가 접근하는 것을 방지하고 동시에 가속으로 둘의 공간을 늘립니다 (사실 이것은 암흑 에너지로 작용합니다). 그러나 앞으로는 기호가 바뀌고 브레인이 서로를 향해 밀기 시작합니다.
결국 두 개의 브레인이 충돌하고 속도가 느려지고 다시 분리되기 시작합니다. 이 경우 엄청난 양의 에너지가 방출되어 황량한 세계를 초고온으로 가열하고 다시 입자와 방사선으로 풍부하게 할 것입니다. 이 격변은 우주의 팽창과 냉각의 또 다른 주기를 시작할 것입니다. Steinhardt와 Turok 모델은 그러한 주기가 과거에 발생했으며 미래에도 반복되어야 한다고 주장합니다. 시작이 있었는지 여부에 관계없이 이론은 침묵합니다.
이 시나리오에 따르면 우주의 역사는 거대한(아마도 무한한) 많은 분리된 주기로 구성됩니다. 각 주기는 초고온 물질과 방사선의 강렬한 생산 단계에서 시작됩니다. 원하는 경우이 단계를 빅뱅이라고 부를 수 있습니다. 그러나 이러한 단계는 새로운 우주의 출현을 나타내는 것이 아니라 한 주기에서 다른 주기로의 전환일 뿐입니다. 공간과 시간은 이러한 대격변 이전과 이후에 모두 존재합니다. 그래서 신형빅뱅 동안 우주 탄생 이론에서 발생하는 문제를 제거하기 위해 한때 발명 된 우주 팽창 가설이 필요하지 않습니다.
새 모델은 지금까지 지지자가 거의 없었고 이는 당연합니다. 첫째, 그녀는 매우 이국적으로 보입니다. 둘째, 인플레이션 우주론은 우주의 관찰 가능한 모든 특성을 너무 잘 설명하므로 다른 것으로 바꿀 필요가 없는 것 같습니다. 그러나 Steinhardt는 Guth와 그의 추종자들의 이론에 쓰여진 인플레이션 시작의 초기 조건이 Guth가 그린 우주의 출현에 대한 그림보다 통계적으로 엄청나게 덜 그럴듯하다고 믿습니다. 신설. 즉, 이러한 조건을 구현할 확률은 처음에 평평한 우주가 탄생할 확률보다 훨씬 적습니다. 이 관점을 받아들이면 대체 모델을 찾는 것이 상당히 합리적으로 보입니다.
결국 모든 것은 관찰에 관한 것입니다. 인플레이션 우주론은 우주가 특정 종류의 중력파에 의해 뚫려야 한다고 주장하며, 이는 순환 모델에서 설 자리가 없습니다. 지금까지 중력파는 아직 발견되지 않았습니다. 우주의 팽창 팽창 단계에서 상속 된 것으로 추정되는 중력파도 아니고 다른 중력파도 아닙니다 (예를 들어 서로 회전하는 중성자 별 쌍을 방출하는 데 필요한 파동). . 그러나 천체물리학자들은 점점 더 민감한 중력 방사선 검출기를 만들고 있으며 앞으로도 계속 만들 것이므로 우주 중력 신호의 등록이 코앞에 다가올 가능성이 높습니다. 인플레이션 우주론에서 예측한 파동이 감지되지 않으면 많은 이론가들이 순환 모델을 포함한 경쟁 이론으로 눈을 돌릴 것입니다. 적어도 그것은 Paul Steinhardt가 Scientific American의 문제에서 썼듯이 희망하는 것입니다.
중립 의견
물론 인플레이션 우주론의 적극적인 개발자들은 Steinhardt와 Turok의 가설을 받아들이지 않습니다. 좀 더 중립적인 평가를 찾기 위해 나는 미국의 주요 천체물리학자 중 한 명인 하버드 대학의 Avi Loeb 교수를 찾았습니다. 그는 과학이 가장 입증된 이론에 대한 대안의 출현을 항상 환영한다고 언급했습니다.
그의 의견으로는 Steinhardt와 Turok은 그들의 모델이 일부 근본적인 물리 이론에서 수학적으로 파생된다는 것을 아직 보여줄 수 없었습니다. 현재로서는 입증되지 않은 몇 가지 가정에만 의존하고 있으며 이는 매우 견고한 기반이 아닙니다. 게다가 이 모델은 인플레이션 우주론에 의해 예측된 중력파의 부재를 제외하고는 거의 예측하지 않기 때문에 여전히 실질적으로 테스트할 수 없습니다. 차세대 중력 탐지기가 이를 감지하지 못하더라도 순환 모델이 입증된 것으로 간주되어야 하는 것은 아닙니다. 동시에 Avi Loeb는 이 모델이 매우 독창적이라고 생각하고 작성자가 견고한 기반을 찾을 수 있는 경우에만 기뻐할 것이라는 사실을 숨기지 않았습니다.
"세상에서 가장 이해할 수 없는 것은 여전히 이해할 수 있다는 것이다."
A. 아인슈타인
현대에 따르면 또는 인플레이션약 140억년 전에 일어난 빅뱅(BB) 순간까지 우주의 모형은 아무것도 없었다. 물리학의 언어로 빅뱅은 진공 상태에서의 양자 요동의 결과인 우주적 특이점에서 비롯되었다고 말할 수 있습니다. 폭발 후 우주는 여러 단계의 개발 단계를 거쳤습니다. 광자 (빛 입자)가 형성되고 전자, 양성자, 핵, 원자, 분자, 별, 은하와 같은 다양한 입자가 발생했습니다. 은하의 후퇴는 1929년 미국 천체물리학자 E. 허블에 의해 발견되었습니다. 우리 우주는 팽창하고 있으며 오늘날 엄청난 규모에 도달했습니다. 허블의 경험 법칙에 따르면 은하 사이의 거리가 멀수록 더 빨리 서로 멀어집니다. 이 법칙을 통해 우주의 나이뿐만 아니라 크기도 결정할 수 있습니다. 우주의 나이는 은하의 후퇴 속도와 은하 사이의 거리 사이의 선형 관계로부터 허블에 의해 결정되었습니다. 이 직선의 기울기는 우주의 나이와 관련이 있으므로 140억년은 예측이 아닌 측정 결과입니다.
우주는 1000억 개의 은하로 구성되어 있으며 각 은하에는 1000억 개의 별이 있습니다. 이러한 결과는 측정 및 관련 물리 법칙을 사용하여 얻은 것입니다. 따라서 별의 총 수는 1 다음에 0이 22개 있는 것과 같습니다. 이 거대한 숫자를 상상하기 위해, 즉 우리 우주에 얼마나 많은 별이 있는지 이해하려면 일반적으로 지구의 모든 해변에 있는 모래알의 수와 비교합니다. 우리의 태양은 지구를 포함하여 8개의 행성이 회전하는 별(모래 한 알) 중 하나일 뿐입니다.
지구상의 생명체는 약 40억년 전에 생겨났고, 이에 대한 조건이 나타났고 생명체는 단세포 청록색 박테리아에서 현대인. 흥미롭게도 모든 종류의 식물과 동물은 생명 나무의 동일한 뿌리에서 유래했으며 종의 다양성은 다음과 관련이 있습니다. 다양한 조건살아있는 구조물의 거주. 또 다른 흥미로운 발견은 우주 전체 질량의 95%를 차지하는 암흑 물질과 암흑 에너지의 존재와 관련이 있습니다. 암흑 물질의 본질이 어느 정도 이해된다면 암흑 에너지의 역할은 여전히 탐구되어야 합니다.
이 에너지는 반중력 성질을 가지고 있어서, 반발력인력의 중력과는 대조적으로. 이러한 힘은 은하가 흩어질 뿐만 아니라 가속과 함께 멀어지는 이유입니다(아시다시피 힘은 가속의 이유입니다). 이 모델은 거품처럼 기존 우주와 분리된 많은 우주(다중 우주)의 존재를 허용합니다. 그러나 그것은 BW 이전에 무슨 일이 일어났는지 설명하지 않으며, 또한 세계의 엔트로피(즉, 혼돈의 양)가 최소한이어야 한다는 자연의 가장 중요한 법칙 중 하나인 열역학 제2법칙과 모순됩니다. BW의 시간과 시간에 따라 증가합니다. 즉, 인플레이션 모델에서 엔트로피는 폭발과 완전한 혼돈의 순간에 최소일 수 없습니다.새로운 우주 모델은 2010년 옥스퍼드 대학의 영국 과학자 R. 펜로즈 경이 물리학 박사와 함께 만들었습니다. Yerevan Physics Institute의 Sciences V. Gurzadyan. 영국 여왕은 Penrose에게 새로운 우주 모델에 대한 수많은 연구와 개발에 대해 기사 작위를 수여했습니다. 그리고 런던 왕립 학회 회장 인 M. Rees의 성명서에 따르면 "우주가 어떻게 작동하는지 결코 이해하지 못할 것"이라고 과학자들은 여전히 그 기원과 발달 문제를 해결하려고 노력하고 있으며 Rice의 생각은 문제의 복잡성. 인플레이션 모델과 달리 새 모델의 주요 아이디어는 주기적, 그게 같은 우주 Penrose는 주기를 거치며 방대한 시간 간격에 걸쳐 반복됩니다. 영겁. 그러한 영겁은 이미 많이 있었습니다. 아마도 무한한 수일지도 모릅니다. 이런 의미에서 우리의 세계는 일련의 폭발을 거치면서 항상 존재해 왔습니다. 특이점과 확장. 우리의 세계는 시작도 끝도 없는 세계이므로 무한히 순환합니다. 물론 그러한 주기가 존재한다는 증거가 필요했습니다. 펜로즈는 주기 모델에 대한 증거를 찾기 위해 Gurzadyan 박사에게 요청했습니다.
우리 우주에는 잔차( 유물) BV에서 발생하는 방사선으로 두 명의 미국 과학자 Arno Penzias와 Robert Wilson이 발견했습니다. 그들은 이 발견으로 1978년에 노벨상을 받았습니다. 유물 방사선은 폭발, 우주의 기원 및 발전에 대한 정보를 보존하는 BV 이후의 잔류 방사선입니다. 이 발견은 BV가 발생했다는 훌륭한 확인입니다. BV의 현실을 뒷받침하는 몇 가지 다른 요소도 있습니다. 과학자들은 이 방사선을 자세히 연구했으며 특히 현재 공간의 온도를 결정하는 데 사용했는데 폭발 당시에는 약 3K에 해당하는 영하 270C에 해당하는 것으로 밝혀졌습니다. 물론 우주의 온도는 극도로 높았다. 이 복사는 우주 내부의 불균일한 온도 분포를 보여주며 초기 우주에 대한 귀중한 정보원입니다. 우주의 온도 감소는 팽창으로 인해 발생했으며 결국 거대한 크기와 밀도가 거의 0에 가까운 상태로 이어졌습니다. 시간이 지남에 따라 우주는 차갑고 어두워지고 팽창의 결과로 우주로 "용해"될 것입니다.
별 진화의 마지막 단계는 사건의 지평선 너머로 붕괴하는 것입니다. 블랙홀(BH). 이 경우 블랙홀 자체가 천천히 증발하고 강력한 BH 충돌의 결과로 새로운 우주가 다시 태어날 수 있습니다. 에너지와 질량 사이의 알려진 관계에 따라 물질을 에너지로 변환 E = ms². 우주는 거대한 밀도와 거의 제로 반경(특이점)을 가진 상태에 있게 될 것이며 전환의 순간에 블랙홀은 증발할 것입니다. Penrose의 매우 흥미로운 말에 따르면 확장된 BV와 압축된 무한대는 동일하게 보입니다. 아시다시피 블랙홀 내부에는 시간이 없고 특이점이 있습니다. 블랙홀에 접근하면 시계가 느려집니다. 이 현상을 클록 패러독스( 시간 지연)는 아인슈타인의 상대성 이론의 중요한 결론 중 하나입니다. 블랙홀 내부에서는 시간이 멈추고 시계는 시간의 흐름을 기록하지 않습니다. 블랙홀 안에 있으면 영원히 살 수 있습니다. 이것은 당신의 속도가 빛의 속도보다 느리면 블랙홀을 넘어갈 수 없기 때문입니다. 빛의 속도로 움직이는 것은 시간의 흐름을 멈춘다. 따라서 새로운 폭발의 결과로 특이점에서 새로운 우주가 등장합니다. Penrose의 이론에 따르면 이러한 폭발은 엄청나게 발생할 수 있습니다. 공간과 시간은 동시에 나타나며 아인슈타인에 따르면 폭발 후에는 따로 존재할 수 없습니다. 순환 모델에 따르면 BV 이전에 무엇이 있었는지에 대한 질문은 다음과 같이 답할 수 있습니다. 또 다른 이전 우주가 있었습니다.
우주 배경 복사에서 관찰되는 공통 중심을 가진 이 원은 서로 분리된 여러 BV의 결과입니다. 영겁. 원 자체는 거대한 재앙의 흔적, 즉 블랙홀의 합병과 새로운 우주의 형성의 결과입니다.
순환 모델은 우주의 인플레이션 모델이 현재 받은 보편적인 수용을 얻을 수 있습니까? 일부 과학자들은 이 모델에 대해 회의적이며, 특히 CMB에서 많은 연구자들이 관찰하지 못한 동심원의 존재에 대해 많은 의구심을 표명합니다. 많은 과학자들이 CMB를 독립적으로 관찰한 결과 이러한 원이 실제로 존재한다는 것을 보여주지는 못했습니다.
Penrose와 Gurzadyan은 그들의 존재를 다양한 통계 및 새로운 데이터 분석 방법의 사용과 연관시켰습니다. Princeton University P. Steinhardt의 물리 및 천체 물리학과 교수는 매우 흥미로운 분석 기사에서 " 그만큼 순환 우주"는 우주의 두 모델을 자세히 분석하고 특히 시간의 특성을 고려할 때 서로 크게 다르다는 결론을 내립니다. 순환 모델에서는 시간과 공간이 무한정 존재하며 시간의 시작이나 끝이 없습니다. 이 모델의 우주는 약 86억 년마다 다시 태어나는 반면 인플레이션 모델에서는 시간의 시작(빅뱅)이 있었고 수조 년 후에 우주는 점차 공간으로 "용해"되어 사라질 것입니다.Penrose에 따르면 우주는 바운스됩니다. 나타나고 사라집니다. 무(無)에서 물질과 에너지로 가득 찬 유(有)로 나타난다. 두 모델 모두 여러 가지 장점과 단점이 있습니다. 그들 중 어느 것이 현실적일지는 우리 우주에 대한 미래 연구에서 보여줄 것입니다. 중력파 연구는 중요한 역할을 할 수 있습니다. 시공간의 구조에서 발생하는 변동의 존재. 인플레이션 모델에서 중력파는 중요하고 감지할 수 있는 반면, 순환 모델에서는 중력파가 매우 약하여(초저속) 측정하기 어렵습니다.
아인슈타인이 1915년에 중력파를 예측한 지 정확히 100년 후인 2015년에 미국에서 루이지애나주 리빙스턴과 워싱턴주 하퍼드의 두 물리학자 팀이 중력파를 발견했습니다. 이 파동은 13억년 전에 발생한 태양 질량 36 및 29의 질량을 가진 두 개의 블랙홀이 합쳐진 결과 발생했습니다. 이들의 병합 결과 태양의 3개 질량이 E = Ms²에 따라 중력파에서 에너지로 변환되어 발견되었습니다.
일리야 굴카로프
그것에 내재 된 마법의 속성과 광물의 의미
점에서 카드 Lenormand "백합"의 의미
결혼식 후 웨딩 드레스는 어떻게해야합니까?