우주의 탄생
모든 것은 어디서부터 시작되었을까
이 너무도 허무하고도 진지한 철학적 질문은 두가지 답을 제시해준다
첫째, 태초에 하나님이 천지를 창조하시니라 (창세기 1장1절)
둘째, 빅뱅(Big Bang)
그러나 성경은 하늘로 가는 방법을 말해주고 있을 뿐
하늘이 돌아가는 원리에 대해선 설명해주지 못한다
성경이 하늘의 원리에 대한 답을 말해주고 있다고 믿었던 중세시대의 사람들은
코페르니쿠스와 케플러 갈릴레오에 의해 그 믿음을 종식당하게 된다
이 페이지에 빅뱅이론이 겪어온 그 모든 과정을 담을 수는 없을 것이다
진화론이 종교와 눈물겨운 사투를 지금도 벌이는 것처럼
빅뱅이론도 1920년대부터 지금까지 엄청난 사투와 보완을 통해
지금에서야 '진리' 로 받아드려지고 있기 때문이다
간략하게 그림과 덧붙여 정리해보면...
빅뱅...말 그대로 큰 폭발이다
엄청난 밀도와 엄청난 온도의 하나의 작은 점에서 모든 것이 시작되었다
10-43초 이전(0.1 에서 1앞에 0이 43개가 붙는 아득한 옛날이다-_-)
하나의 너무도 작은 점 인간이 머릿 속에 떠올리는 것조차 불가능한 작은 점으로
우주는 존재했다
완전한 무의 상태에 있었을 수도 있으며 다른 고차원의 세계에 있을 수도 있다
중력,강력,약력,전자기력 즉 현재 우리 우주를 이루는 4가지 힘은
이때 하나의 힘으로 통합되어 있었다
10-43초
갑자기 폭발했다
즉 빅뱅이 시작된 것이다
통합된 힘은 순식간에 분리되기 시작했다
중력이 가장 먼저 분리되었다
우주는 빛보다 빠른 속도로 엄청나게 팽창한다
위의 그림을 보면 상대적인 팽창 크기에서 초기 팽창이 엄청나게 크다는 걸 알 수 있다
바로 인플레이션이 일어난 것이다
이 시기에 우주는 10^50 배라는 어마어마한 규모로 팽창을 했다
이때 우주의 온도는 약10^32도 였다
10-34초
인플레이션 팽창은 멈추고 우주는 상대적으로 서서히 팽창을 하게 된다
이 시기에 우주는 현재 태양계 크기 정도였다
물질과 반물질이 서로 충돌하면서 모두 소멸된다
'물질' 이란 것이 등장하지 않던 시기였다
그런데 참 이상하게도 50:50을 유지하던 이 물질과 반물질의 비율이
어느 한 순간 깨지게 되면서 51:49(정확한 수치로는 10억분의 1) 가 되어
물질이 남게 된다
바로 이것이 오늘날 우리가 만지고 볼 수 있는 모든 물질의 어머니다
3분
팽창을 하게 되면 공간의 밀도는 자연히 낮아지므로 온도가 급속히 낮아지게 된다
물을 예로 들어보자
낮은 온도, 즉 영하의 온도에서 물은 얼음이라는 균형잡힌 모습을 하고 있지만
높은 온도, 100도 이상에서는 수증기라는 매우 자유롭고 불안정한 모습을 하게 된다
우주도 마찬가지였다
초기에는 엄청난 고온으로 모든 것이 불안정했다
그러나 3분이 지나게 되자 온도가 충분히 낮아지면서 핵이 형성되게 된다
수소,헬륨,리튬 등의 원자핵이 이 시기에 만들어진 것이다
그러나 핵 주위를 돌아야할 전자는 이 시기에 여전히 자유롭게 제멋대로 떠다니고 있었기에
이 전자들이 우주의 빛을 산란시켰다
그래서 이 시기의 우주는 검은 모습이 아니라 희뿌연 불투명한 공간이었다
38만년
우주의 온도는 절대온도 3000k까지 떨어지게 된다
드디어 제멋대로 움직이던 전자가 전자기력에 의해 핵 주변에 구속되게 된다
즉, 원자가 만들어진 것이다
전자가 구속됨으로서 빛은 더이상 전자에 흡수되지 않고 자유롭게 공간을
떠돌아다닐 수 있게 되었다
우주가 드디어 검게 된 것이다
10억년(그림에서의 4억년은 틀린 것 같다 내가 소장한 책에서는 모두 10억년으로 표기되어있다)
우주의 온도는 절대온도 18k까지 떨어지게 된다
온도가 더 식게 되자 별이 만들어지게 된다
별의 내부에서 탄소,산소,질소등이 생성된다
폭발하는 별들은 무거운 원소들을 우주 공간에 흩뿌린다
65억년
서서히 팽창하던 우주가 정체를 알 수 없는 반중력으로 인해
또다시 그 팽창속도가 가속되기 시작한다
이 반중력은 아직 그 정체가 규명되지 않았으나 우주에 퍼져있는 암흑에너지 때문일거라는
주장이 가장 설득력있게 반영되고 있다
137억년
현재
우주의 온도는 절대온도 2.7K까지 떨어졌으며
여전히 지금도 팽창하고 있다
그리고 그 속도는 점점 더 빨라지고 있다
빅뱅이론은 결코 공상이나 상상이 아니다
현재의 모습을 통해 논리적으로 유추했던 가정에서부터 출발하여
허블의 관측
조지 가모브의 원소의 생성
그리고 그가 예견한 38만년 그 순간의 배경복사를
실제로 잡아낸 마이크로파배경복사
(우리가 TV를 틀었을 때 채널이 나오지 않는 곳에서 지지직 거리는 화면과 소리는
바로 이 빅뱅의 잔해, 마이크로파배경복사이다. 우리의 일상에 137억년 전 그 신비한
폭발의 잔해가 떠돌고 있는 것이다)
빅뱅이론의 부족한 점을 보완했던 구스의 인플레이션 이론
그리고 그 모든 것이
'사실' 이었음을 증명해낸
wmap 위성 사진까지...
빅뱅이론은 철저한 사실에 기반을 둔 엄청난 사투와 연구, 그리고 관측의 결과물이다
그런데 곰곰히 생각해본다면 누구나 다 같은 질문을 떠올릴 수 밖에 없다
'그렇다면 최초의 그 우주, 그 작은 하나는 대체 어디에서 왔는가, 또 무엇 때문에 폭발했는가' 라는 질문이다
결국 빅뱅이론은 이에 대한 답을 해주지 못한다
많은 사람들이 우주의 시작을 빅뱅이론이 알려주고 있다고 생각하지만
이는 매우 큰 착각이다
빅뱅이론은 어디까지나
137억년전 그 찰나 이후의 현상에 대해서만 설명을 하고 있다
'왜', '그 너머' 라는 더욱 본질적인 질문에는 아무런 설명을 할 수 없다
즉, 빅뱅이론은 어디까지나 과정에 대한 설명이라는 것이다
어쩌면 이 궁극에 대한 해답은 아이러니하게도 종교만이 해줄 수 있을지도 모르겠다
설령 빅뱅 이전 혹은 그 너머에 대한 해답을 구한다 하더라도
그렇다면 이전의 이전, 혹은 그 너머의 너머에 대한 해답은 또다시 미스터리로
우리 앞에 등장할 게 뻔하기 때문이다
그러나 과학은 수백년 동안 종교가 설명하지 못했던, 잘못 가르쳤던 수많은 것들을
스스로의 힘으로 일궈냈다
뉴턴이 있기 전 누가 감히 사과가 떨어지는 것과 지구가 태양을 도는 것과 똑같은
이치라는 것을 알 수 있었을까
라이트 형제가 비행기를 발명하고 불과 100년도 되지 않아 인류가 달에 갈 수 있으리라고
어느 누가 짐작이나 했겠는가
19세기의 사람들이 과연 이 우주가 137억년이라는 역사를 갖고 있다고 알 수 있었을까
인간의 두뇌와 그 산물인 과학은 무한한 가능성을 가지고 있다
꿈결같이 들리는 이야기들을 실현시킨 건 종교와 신화가 아닌
과학과 기술이었다
지금까지 인류가 우주의 신비와 문명의 발전을 이룬 것은 성경에 씌여진 말씀이 아닌
바로 과학 때문이었다
지금은 너무도 닿을 수 없게만 느껴지는 궁극의 저편에 관한 해답 역시
종교가 아닌 과학만이 밝혀낼 수 있지 않을까
