어린이과학동아&수학동아 기사

천문학을 배우지 않았더라도 한 번쯤 들어보셨을 수 있는 말이 있습니다. '우주는 무한하다.' 무한한 우주에도, 처음이 있었을까요? 오늘은 우주의 '처음', 빅뱅에 대해 알려드리겠습니다.

사진 - 한국창조과학회 (빅뱅우주론 상상도)

1. 빅뱅우주론 vs 정상우주론

은하의 존재까지 밝힌 '에드윈 허블'은 새로운 사실을 발견합니다. 안드로메다은하를 제외한 모든 은하가 우리은하로부터 멀어지고 있었던 겁니다. 이것은 우주의 팽창을 입증했습니다. 우주는 갈수록 팽창하고 있다는 것에 천문학자들은 저마다 다른 이론을 세우기 시작합니다. 제일 대표적인 이론은 두 가지, 정상우주론과 빅뱅우주론입니다.

사진 - 사이언스올, '프레드 호일'

정상우주론은 '프레드 호일'이 제시한 이론으로, 우주가 무한하다는 것을 근거로 우주에는 시작과 끝이 없고, 우주는 변함이 없을 것이라 했습니다. 정상우주론에서는 우주가 팽창할 때 생기는 공간에서 새로운 은하가 태어난다고 합니다. 그렇게 우주의 밀도가 유지된다고 생각한 것이죠.

사진 - 비즈한국 '조지 가모프'

또 다른 이론, 빅뱅우주론은 우주는 끝없이 팽창하고 있다는 이론을 기반으로 합니다. 그렇다면, 쭉 팽창하고 있으니 먼 옛날에는 매우 작은 모습이었을 것이라 예측이 됩니다. 그렇다면 그 전에는 우주의 밀도가 매우 높았을 것이죠. 어느 순간, 빵! 하고 거대한 폭발을 일으키며 우주가 만들어졌고, 아직도 그 폭발으로 우주는 팽창하고 있다는 이론입니다.

사진 - 한국창조과학회

이 두 가지 이론을 입증하려면 증거가 필요합니다. 정상우주론은 우리은하와 멀어진 은하 사이에 새로운 아기은하가 태어나면 입증되고, 빅뱅우주론은 뜨거웠던 우주가 멀어진 공간으로 인해 식었으니 우주의 온도를 재어 보면 됩니다. 현재 우주의 온도는 절대 영도 3K 정도로, 빅뱅우주론을 입증합니다.

2. 우주배경복사

빅뱅우주론을 입증하는 가장 대표적인 증거는 '우주배경복사'입니다. 우주배경복사는 우주가 태어날 때 즉, 빅뱅이 일어날 때 우주 전역으로 퍼져나간 전자기파를 이르는 말입니다.

우주배경복사는 펜지어스와 윌슨에 의해 발견되었습니다. 펜지어스와 윌슨은 인공위성의 신호를 더 잘 받기 위해 잡음을 제거하려 노력했습니다. 안테나의 비둘기 둥지와 똥을 치우기까지 했으나 무용지물이었죠. 결국 그들은 물리적 현상으로 인해 일어난 것이라는 결론을 내리고 천문학자들에게 도움을 요청했습니다.

사진 - 위키미디어 '우주배경복사'

소식을 접한 천문학자들은 깜짝 놀랐습니다. 이 전파는 그들이 찾던 빅뱅우주론의 증거였기 때문입니다. 우주가 태어나며 우주 전역으로 퍼진 전파, 이것이 우주배경복사였습니다. 우주배경복사는 생각보다 쉽게 관찰할 수 있습니다. 라디오를 전파가 없는 채널에 맞추었을 때 1% 확률로 우주배경복사를 관찰할 수 있습니다. (콰아아아- 소리)

우주배경복사를 발견한 펜지어스와 윌슨은 노벨 물리학상을 받았다고 하네요.

3. 빅뱅에 의거한 우주멸망가설

빅뱅이 우주의 탄생이라면, '빅 크런치'는 우주의 멸망에 대한 이론입니다. 우주를 다시 수축시킬 중력이 만들어지면 우주는 다시 줄어들어 결국 소멸한다는 것이 그 내용이지요.

빅 크런치가 일어나면 다시 빅뱅 전의 우주로 들어갈 것이고, 다시 빅뱅이 일어날 수 있다고 합니다.

사진 - 유튜브 '밝은 면 Bright Side Korea'

오늘은 빅뱅우주론에 대해 기사를 써 보았고, 빅 크런치라는 이론에 대해 잠깐 설명드렸습니다. 감사합니다!

사진 - 이누야샤