'공간'은 어디에 존재하는가?
답변
사람들은 수천 년 동안 우주가 존재하는 이유에 대한 미스터리와 씨름해 왔습니다. 거의 모든 고대 문화는 고유한 창조 이야기를 내놓았습니다. 대부분은 문제를 신의 손에 맡겼습니다. 철학자들은 이 주제에 대해 많은 글을 썼습니다. 그러나 과학은 이 궁극적인 질문에 대해 할 말이 거의 없습니다.
그러나 최근 몇 년 동안 몇몇 물리학자와 우주론자들이 이 문제를 다루기 시작했습니다. 그들은 우리가 이제 우주의 역사와 그것이 어떻게 작동하는지를 설명하는 물리 법칙을 이해하고 있다고 지적합니다. 그들은 그 정보가 우주가 어떻게 그리고 왜 존재하는지에 대한 단서를 제공해야 한다고 말합니다.
논란의 여지가 있는 그들의 대답은 빅뱅의 불덩어리에서 현재 우리가 살고 있는 별이 가득한 우주에 이르기까지 전체 우주가 아무 것도 없는 상태에서 갑자기 존재하게 되었다는 것입니다. 그들은 "아무것도"가 본질적으로 불안정하지 않기 때문에 그런 일이 일어나야만 했다고 말합니다.
이 아이디어는 이상하게 들릴 수도 있고 또 다른 기발한 창조 이야기로 들릴 수도 있습니다. 그러나 물리학자들은 그것이 과학의 가장 강력하고 성공적인 두 가지 이론인 양자역학과 일반 상대성 이론에서 자연스럽게 도출된다고 주장합니다.
그렇다면 모든 것이 무에서 나올 수 있었던 이유가 여기에 있습니다.
(제공: NASA, ESA, M. Postman(STScI), CLASH 팀, Hubble Heritage 팀(STScI/AURA))
빈 공간의 입자
먼저 양자 역학의 영역을 살펴봐야 합니다. 이것은 아주 작은 것, 즉 원자와 더 작은 입자를 다루는 물리학의 한 분야입니다. 그것은 엄청나게 성공적인 이론이며 대부분의 현대 전자 장치를 뒷받침합니다.
양자 역학은 빈 공간과 같은 것은 없다고 말합니다. 가장 완벽한 진공조차도 실제로 입자와 반입자의 요동치는 구름으로 채워져 있으며, 이 구름은 타오르며 거의 순간적으로 무(無)로 되돌아갑니다.
이러한 소위 가상 입자는 직접 관찰할 수 있을 만큼 오래 지속되지 않지만 그 효과 로 존재한다는 것을 알고 있습니다 .
스테판의 오중주 은하군 (제공: NASA, ESA, 허블 SM4 ERO 팀)
공간도 시간도 없는 시공간
원자와 같은 작은 것부터 은하와 같은 정말 큰 것까지. 이러한 대규모 구조를 설명하는 가장 좋은 이론은 공간, 시간 및 중력이 작동하는 방식을 설명하는 알버트 아인슈타인의 최고의 업적인 일반 상대성 이론입니다.
상대성 이론은 양자 역학과 매우 다르며 지금까지 아무도 이 둘을 매끄럽게 결합할 수 없었습니다. 그러나 일부 이론가들은 신중하게 선택한 근사치를 사용하여 특정 문제에 대한 두 이론을 가져올 수 있었습니다. 예를 들어, 이 접근법은 케임브리지 대학의 스티븐 호킹이 블랙홀을 설명하는 데 사용했습니다 .
출처 : 왜 아무것도 아닌데 뭔가 있는거죠?
우주가 팽창하고 있다는 말은 아마도 흔히 오해하는 용어일 것이다. 먼저 우주가 팽창하고 있다고 말하는 이유를 살펴봐야 한다.
팽창하는 우주는 적색편이 현상과 은하들이 서로 멀어지고 있다는 사실을 알아내어 알게 된다.
그러나 실제로 확장이라는 용어는 이 경우에 적합하지 않을 수 있습니다. 풍선이 외부 공간으로 팽창하는 것과 달리 우주는 실제로 어떤 것으로 확장되지 않기 때문에 확장이라는 용어는 사실을 나타내는 데 사용됩니다. 은하 사이의 공간이 어떻게든 늘어나고 있고, 은하 자체는 정지해 있다는 것입니다.
이 설명은 직관적이지 않을 수 있는데, 우리의 경험을 통해 우리는 항상 세상에서 우리 주변의 공간이 정지되어 있고 공간을 늘릴 수 있는 것으로 보지 않지만 일반 상대성 이론(GR)에 따른 공간은 단순하지 않기 때문입니다. 우리가 매일 보는 것처럼 하나.
GR에 따르면 공간은 늘어나거나 구부러질 수 있는 더 복잡한 실체입니다. 따라서 우리의 상식적인 확장 개념이 아닌 확장을 이해하기 위해서는 이러한 우주 개념을 통해 사물을 상상할 필요가 있습니다.
또한 이 복잡한 공간 개념은 우리가 현실에서 접하는 것과는 전혀 다르기 때문에 이 확장 현상을 만족시킬 수 있는 유추는 없습니다.
다중 우주에 관해서는, 그것은 단지 추측이거나 창의적인 아이디어일 뿐이며 우리 인류는 아직 그런 종류의 것을 이해하기에는 너무 어립니다.