빅뱅에 대한 흔한 다섯가지 오해

우주의 나이가 138억년임으로, 우리가 볼 수 있는 우주의 반경은 138억 광년 이하인가?

답은 아닙니다. 460억 광년까지 볼 수 있습니다. 비록 빛은 138억 년을 날아왔지만, 우주의 팽창으로 인해서 빛이 출발했던 곳은 138억 광년보다 훨씬 멀어진 상태 입니다.

138억년 전 빛이 출발한 곳은 현재 기준 460억 광년 떨어진 곳입니다.

 

 

외계 은하가 우리로 부터 멀어지는 속력은 빛의 속력보다 빠를 수 없는가?

상대론에 따르면 빛보다 빠른 것은 없을 것 같지만, 공간 자체가 늘어나는 속력에는 제한이 없습니다. 멀리 떨어진 은하들은 거리에 비례해서 빠르게 멀어지고 있습니다. 충분히 먼 은하라면 빛보다 빠르게 멀어집니다.

 

빛보다 빠르게 멀어지는 은하에서 나온 빛은 우리에게 도달하지 못하는가?

그럴 수도 아닐 수도 있습니다. 상대속도를 생각해보면 빛이 우리에게 오지 못할 것 같지만, 우주 팽창이 점점 둔화되고 있는 경우라면 이야기가 달라지기 때문입니다.

 

이 경우, 은하가 멀어지는 속력이 점점 느려지고, 이전에 출발했던 빛도 결국 우리가 있는 방향을 향하게 됩니다

 

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우주는 한 점에서 시작했는가?
오해의 여지가 있는 말인데, 더 정확한 말은 '전체 우주의 일부인 우리 눈에 보이는 우주가 머나먼 옛날에는 훨씬 더 작은 공간에 뭉쳐져 있었다'가 될 것 입니다.

 

우주의 극초기 순간에 우주 전체가 점 같이 작은 것이었을 이유는 없습니다. 무한하게 펼쳐져 있는 와중에 작은 일부분이 우리 눈에 지금 보이는 우주가 되었다고 생각해도 별 문제없습니다.

 

이 경우에는 우리 눈에 보이는 우주의 밖은, 별 특별할 것 없이, 우리가 보는 우주와 비슷할 것입니다.

 

우주의 시작 순간은 빅뱅이다?

 

사실 예전엔 그렇게 생각했던 것 같지만, 빅뱅의 정의가 시간이 지나면서 조금 바뀌고 있습니다. 요즘의 정의로는, 빅뱅은 '머나먼 옛날 아주 작은 공간에 지금 보이는 이 커다란 우주가 꾸역꾸역 뭉쳐져 있어 뜨거웠던 상태'를 말합니다.

그렇기 때문에 빅뱅 이전에는 무엇이 있었는가가 과학적인 질문이 되었습니다. 이제는 빅뱅 이전 상태의 이전에 무엇이 있었는가가 시공간 의 시작에 관한 질문이 되곤 합니다.

대표적인 빅뱅 직전의 상태에 대한 연구는 인플레이션 모델. 거대한 암흑에너지 때문에 공간이 급격하게 늘어났고, 이후 에 암흑에너지가 빛과 물질 에너지로 바뀌면서 빅뱅 상태가 되었다는 이론입니다.

인플레이션 모델이 좋은 점은 우주배경복사가 왜 이렇게 균일하냐를 잘 설명한다는 것 입니다.
균일한게 왜 이상하냐면, 한쪽 방향에서 138억년에 걸쳐 온 빛 이랑 반대 방향에서 마찬가지로 138억년에 걸쳐 온 빛이 이제서야 둘이 만난건데, 왜 둘의 온도가 십만분의 일 정확도로 같냐는 것 입니다.