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만일 우주가 팽창하고 있지 않다면 어떨까?
우선 우주가 팽창하고 있다는 증거는 현재 과학에 의하면 상당히 확고해.
이미 1970년대 정도에 우주가 팽창하지 않는다고 주장하는 과학자들은 대부분 박살나고 남아 있지 않다고 봐도 될 정도야.
우주가 팽창한다는 근거로 대표적인 게 두 가지가 있는데,
하나는 적색편이: 빛은 먼 곳에서 오는 빛일수록 파장이 긴 파장쪽으로 치우치는 성질이 있어.
보통은 태양처럼 가까이 있으면 빛의 스펙트럼이 왼쪽과 같은 분광을 보이는데 우리로부터 멀어져 가는 빛은
오른쪽과 같이 붉은색으로 치우치게 된다는 얘기야. 그런데 허블 망원경으로 멀리 떨어진 천체들을 관측하면
(우리 은하 내의 가까운 천체들은 우리에게 접근하는 천체도 있기는 하다) 모두 다 이 적색편이를 보였다는 얘기지.
또하나는 CMB, 즉 우주마이크로파배경복사라고 불리는 건데
1960년대 우주에서 출처를 알 수 없는 전파가 측정되었고, 추후 COBE, WMAP 위성 등에 의해 확인되었어.
빅뱅/우주 팽창의 증거가 되는 이유도 이 우주마이크로파배경복사는 약 140억년 전 우주가 지금에 비해 마치 별의 표면처럼
뜨겁고 작았을 때, 그 밝은 표면에서 발생한 것으로 생각되고 있거든. 그게 우주가 점점 팽창하면서 옅게 분포하게 된 게 CMB라고 생각하고 있어.
그러면 이렇게 잘 정립되어 있는 팽창하는 우주에 대해 반박하는 사람들을 뭘까?
우주가 팽창한다는 것에는 암흑 물질(은하의 공전 등과 상관이 더 큼)과 암흑 에너지(우주 팽창 에너지) 등이 전제되어야 하는데
이게 발견된 바가 없으니 다른 방법으로 증명하고자 하는 게 크고,
또 우주 팽창론에는 크게 2가지의 전제조건이 있는데
하나는 우주원리(the Cosmological Principle)- 즉 우주의 전체 모양이 어느 방향을 보든 같아야 하고, 물질의 분포가 같아야 하며
물리 법칙이 변하지 않아야 한다는 원리.
그리고 또 하나는 코페르니쿠스 원리- 즉 지구가 우주의 중심이 아니어야 한다라는 점이야.
지구가 우주의 중심이라는 건 우리 은하계만 생각해봐도 무리가 있으므로
주로 1번 우주원리에 대한 이견들이 있는 상황이야.
1. 우주는 균일하기는커녕 엄청나게 거대한 블랙홀로 빨려들어가고 있기 때문에 우리가 보기에는 천체들이
우리에게서 멀어지고 있는 것처럼 보인다; 즉, 관측가능한 우주의 끝 너머서는 엄청난 크기의 블랙홀이 천체들을 삼키고 있다는 이론.
실제 관측가능한 우주 밖에 엄청난 질량이 존재할 것이라는 증거는 꽤 발견되었다고 해.
이 이론은 물론 직접 증명은 불가능하지만, 2007년 미네소타 대학의 연구팀이 WMAP(Wilkinson Microwave Anisotropy probe)
데이터를 분석하다가 에리다누스 성단 근처에서 주위 배경복사보다 70µK 정도 차가운 구멍 비슷한 것을 발견해서 알려지게 되었어.
이런 거대 암흑이 추후 몇 개 더 발견되었는데 현재 이론으로는 설명이 불가능하고, 주로 블랙홀로 추정되는 천체와 성질이 비슷하다고 해.
예를 들면 심지어 반경 35억 광년 정도의 암흑도 있더라.
이를 토대로 2010년 Rhawn Joseph란 사람이 쓴 논문에 의하면….
우리 은하계. 가운데에 엄청난 크기의 블랙홀이 존재한다는 게 거의 정설인 듯 하다.
Rhawn Joseph 박사 할배인 것 같다. 아무튼 이 사람은 이렇게 우주는 블랙홀을 공전하고 있고,
다른 평행우주들도 마찬가지일 것이라고 논문을 썼어.
이 이 사람 논문 읽어보면 빅뱅은 카톨릭 신부가 만들었다고 창세기 못지않은 신학이라고 극딜하고 있는데….
신빙성은 그렇다 하더라도(에리다누스 성단 근처에 빅뱅, 우주팽창론으로는 설명하기 어려운 초거대 암흑이 있는 건 어쨌든 사실이니) 재미있는 이론이지.
2. 또 다른 건 역시 우주원리를 반박하는 것들인데, 예를 들면 우주가 팽창하는 게 아니고 물질의 질량이 증가해서 적색편이가 일어난다고 했어.
즉 아까 말한 적색편이는 그 빛이 점점 지구(관찰자)에서 멀어져서 그럴 수도 있지만, 단순히 우주의 나이가 증가하면서 물질의 질량이 증가해서
그렇다고 생각한다는 거야.
질량 증가 -> 에너지 증가 -> 적색 편이(긴 파장으로 이동)
물론 이런 이론은 증명이 불가능하다는 단점이 있다. 왜냐하면 물질의 질량이 우주 나이에 따라증가한다면 멀리 있는 물질만이 아니고 지구,
지구의 천체망원경, 인간 모두 질량이 증가할 것이기 때문에 관측할 방법이 없기 때문이지.
3. 그리고 비교적 최근에 나온 게 Dirac-Milne universe 이론이라는 게 있는데, 이건 간단히 말해서 우리가 우주를 관측했을 때
반물질은 거의 없다고 늘 배우잖아? 그런데 사실은 그게 아니고 반물질은 멀쩡히 우주에 잘 있고, 이 반물질은 물질과는 달리 ‘반중력’..
즉 반물질끼리 서로 밀어내는 성질을 가지고 있기 때문에 우주가 팽창하는 것처럼 보인다- 즉 극단적으로 단순히 말하면,
팽창처럼 보이는 것은 그냥 반물질과 물질의 상호작용에 의해서 우주에서 물질/반물질들이 밀려나는 현상이 망원경에 잡히는 것 뿐이라는 소리야.
반물질이 있게 되면 마이너스 질량이 존재하게 되는데, 중력의 법칙에서 +질량 2개는 서로 잡아당기고, -질량 2개는 서로 밀어내며, +와 –는 서로 평행하게 달린다고 하네.
사실 빅뱅, 팽창하는 우주에 대해 계속 반박이 생기고 하는 이유 중에는 아까 말했듯 암흑 물질, 암흑 에너지가 아무리 찾아도 보이지 않더라는
것도 있고, 또 현대 물리학 이론으로는 설명 불가능한 사실들이 천체에서 계속 발견되고 있기 때문이야. 예를 들면 최근 발견 등에 의하면
만일 우주가 팽창하고 있다면 멀리 있는 천체들은 가까이 있는 천체와는 달리 표면 밝기가 감소하는 현상이 보여야 하는데 그런 것도 없었고,
우주 원리와는 상반되게 우주의 남반구와 북반구의 우주마이크로파배경복사의 모양도 대칭적이지가 않았고
우주의 리튬 양도 예상보다 상당히 적었고 몇십 억 광년 떨어진 퀘이사들의 자전축이 서로 같았고 등등이 있다고 한다.