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......... 자 연 과 학

빅뱅 이전에 무엇이 있었나

작성자노을|작성시간11.01.21|조회수456 목록 댓글 0

수백억년이 지난 아주 먼 미래가 되면 아인슈타인이 모든 과학의 제1법칙 이라고 했던 엔트로피증가의 법칙에 따라 끝이 없을 것 같았던 에너지 창출도 사라지고, 어느 순간 열이 더 이상 이동하지 않는 열평형 상태에 도달하게 될 것이다.


질서에서 무질서로, 높은 것에서 낮은 것으로, 뜨거운 것은 차가운 것으로, 사용할 수 있는 것은 사용할 수 없는 상태로 변하며, 모든 종류의 에너지는 물질로 전환되고 마침내 우주를 팽창시키던 에너지조차도 힘을 잃게 될 것이고, 처음 에너지로만 가득차있던 우주는 점차 에너지보다 물질이 우세해지며, 결국에는 모든 에너지가 물질로 전환되는 상태로 이어질 것이다.


복사가 우세했던 태초에는 0.001mm도 안되었던 광자의 파장이 지금은 천배가 늘어난 1mm이지만, 앞으로 다시 천억 년이 지나면 광자마저 활동성을 잃을 것이다. 그리고 전자기력, 약력, 강력도 그 고유한 성질을 잃고 하나로 합쳐져서, 양성자와 전자의 활동성도 사라진 에너지 최하준위 상태를 맞이할 것이다.


이제 우주에는 오직 한 가지 법칙만 남는다. 그것은 백뱅의 순간에 가장 먼저 분리되었던 힘이며, 네 가지 힘 중에서 가장 약한 힘이지만 가장 넓은 범위를 포용하고 있던 중력만이 우주를 지배하게 된다.


이제 우주에 유일하게 스스로 작용하는 에너지인 중력은 모든 시간과 공간 그리고 모든 질량을 무섭게 응축해 나갈 것이다. 초 팽창을 완벽하게 역순으로 재현하며 모든 상태를 흡수한 '전우주의 에너지와 동일한 양의 중력'은 순식간에 열이라는 순수 에너지로 전환이 된다.


한 때 시공간이라 불리던 우주가 하나의 특이점에 모이는 데에는 끝없이 긴 시간이 필요할 것 같지만, 이미 시간과 공간을 만드는 에너지도 0에 가깝고 또 모든 질량은 그곳에 펼쳐져 있으므로, 원래 천억 년 동안 천억 광년만큼 넓었던 우주를 응축하는 데는 1 초도 걸리지 않을 것이다.


이러한 무한대의 압축은 우주의 모든 상태가 모일 때까지 축소될 것이지만, 마침내 임계질량에 도달하면 또 다시 거대한 폭발 빅뱅이 다시 일어날 것이다. 그 임계질량은 수소 원자 하나 만큼의 오차도 없이 전 우주의 질량과 동일할 것이고, 이와 같이 태초에 특이점이 존재했던 시간은 임계질량 도달과 동시에 폭발이므로 그야말로 10-100억승 초도 안 되는 순간이다. 그러나 이 짧은 순간의 특이점은 이전 우주와 새로운 우주의 분계점이 되는 것이다.


10의 -43승 초 전 : 중력이 모두 열로 전환

10의 -44승 초 전 : 마지막 남은 질량 하나가 도달 특이점(분계점)

10의 -44승 초 후 : 우주의 온도는 10의 33승K

10의 -43승 초 후 : 중력이 분리

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