일단 시작은 그렇다
또 아인슈타인이다
이새끼가 제일 나쁜놈임
하여튼
암흑에너지를 이해하기 위해
아인슈타인이 발표한 논문과 이론을 이해할 필요가 있다
첫번째는 빛은 원자 같은 입자도 파동도 아니며 양자이며 광자(광양자)라고 주장한 파동-입자 이중성을 설명한 논문과
두번째는 액체나 기체에서 미립자가 불규칙하게 움직이는 브라운 운동을 설명한 논문
세번째는 전자기학 현상과 역학적 현상을 한개의 이론으로 통합한 특수 상대성 이론
네번째는 E=mc2
이 네개는 현대 물리학의 아주 기본적인 토대라고 할정도로
님들이 또 아인슈타인 보게 만드는 결정적인 이유이지
그리고 암흑에너지를 설명하기 위해서도 그렇고
이건 우주적 시점으로 보면
우주는 거대한 기하학상의 무대이고
질량은 무대와 상호작용 해서
무대를 비틀어버리고
이 비틀림 자체를 중력이라고 부름
이걸 한마디로 요약하면 일반 상대성 이론임
근데 아인슈타인은 여기서 곰곰히 생각을 하게 됨
아니 ㅅㅂ 내가 만든 방정식인데
아무리 생각해도 이상함
내 일반 상대성 이론에 따르면
우주는 계속 수축해야 되는데
우주는 그대로잖아?
(당시 아인슈타인은 정적우주론을 믿고 있었음)
옳커니 그럼 우주가 수축하고 있으니
일반 상대성 이론에 팽창하는 정수 λ(람다)항을 집어넣어서
+-0으로 맞춰버리자!
나 에드윈 허블인데
우주는 팽창하고 있소
여기 명백한 증거도 있고요!(펄럭)
그러네? 그럼 람다항은 철회한다!
그 후 수십년 뒤....
우주를 또 다시 뒤흔들 세기의 대발견이 나왔는데
그게 1a형 초신성의 발견이다
이게 왜 중요하냐면
이 초신성의 밝기는 매번 거의 일정하기 때문이다
여기서 보충설명 들어간다
우주에 있는 별은 하나의 점으로 보이지만
사실 그 점에는 두개 이상의 별이 공전하고 있는 연성이 더 많다
연성의 별들은 거의 동시에 태어남
탄생은 똑같지만
질량은 다르기 때문에
한쪽은 수명이 길고 반대쪽은 짧음
연성중에서 태양사이즈 정도 되는건
수명이 다할때 가스를 분출하고 코어가 겉으로 드러남
이게 백색왜성임
한쪽이 백색왜성이 되면
강력한 중력으로 다른 연성의 수소를 흡수하면서
백색왜성 표면에 쌓이기 시작함
별의 표면에 쌓인 수소는
거대한 중력으로 압축되고
수소의 유입은 계속 되면서
결국은 백색왜성 표면에 수소끼리 핵융합이 시작될 수 있는 온도와 압력이 형성됨
원래는 핵융합이 별의 중심에서 시작 되는데
이게 별의 표면에서 시작 되면 무슨 문제가 벌어지냐?
그건 폭발압을 제어해줄 중력이 부족하다는 문제가 벌어짐
이러면 어떻게 되냐?
한곳에서 벌어진 핵융합이 순식간에 전체로 퍼지면서
대폭발이 일어남
이게 1a형 초신성임
그럼 왜 1a형 초신성의 관측이 중요하냐?
그 이유는 바로 폭발 에너지에 있음
백색왜성이 백색왜성으로 존재하기 위해서는 한계가 있음
이 한계를 찬드라세카르 한계라고 함
그리고 이 한계를 넘으면 별이 폭발함
그말인 즉슨
폭발력은 항상 일정하다는 이야기
그말인 즉슨
1a형 초신성의 밝기는
어느 별도 항상 일정하다
그말인 즉슨
1a형 초신성까지의 거리를 알 수 있고
1a형 초신성의 적색편이를 이용해
멀어지고 있는 속도도 알 수 있다는 이야기
허블 이후 우주가 팽창하고 있다는 사실은 알고 있었지만
어떻게, 어느수준인지는 몰랐는데
이렇게 우주의 가속팽창이 증명다
근데 여기서 또 문제가 발생함
이상하게 우주의 팽창이이 빅뱅 이후부터 줄지 않고 계속 가속하고 있는거임
특히 빅뱅 이후 35억년 부터
우주를 가속팽창 시키고 있는 에너지를
과학자들은 암흑에너지라고 이름지음
어...근데 잠깐? 이거 완전....
아까 아인슈타인이 말했던 람다항이랑 똑같잖아?
중력에 반발하는 힘
즉 척력
우주를 팽창시키는 암흑에너지는 척력과 비슷하고
사실 아인슈타인이 이미 암흑에너지를 설명했던게 아닐까?라면서
과학자들은 암흑에너지에 대해 연구를 거듭해 나갔다
그러나 성과는 그리 없었다
하지만 암흑에너지는 우주 4가지 힘
모두 상호작용을 하지 않는다는 것을 밝혀 냈다
이말은 현대 물리학이 일절 통용되지 않는 다는 뜻이다
그러나 과학자들은 암흑에너지의 정체에 관한 가설을 만들어 냄
첫번째 가설은 우주상수 가설
이는 위에서 아인슈타인이 말했던 공간 자체가 척력을 가진다는 이야기임
우주가 팽창할수록 새 공간이 생겨 척력이 점점 강해진다는 이야기임
따라서 우주의 팽창은 가속한다라는 굉장히 심플한 가설임
이 가설 속 척력을 진공 에너지라고 부름
두번째는 퀸테센스 가설
분류상 우주의 에너지는 4개
가 있는데
중입자-눈에 보이는 물질을 구성하는 놈
중성미자-볼 수는 없지만 우리 주변에 가득함
암흑물질-발견은 안됬지만 거의 확정적으로 존재함
광자-전자기파
그리고 암흑 에너지는 제5의 에너지라는 게 퀸테센스 가설의 핵심 골자임
이 가설이 우주상수설과 다른점은
암흑에너지의 값의 차이임
우주상수설에서의 암흑에너지의 값은 일정해야만 함
하지만 퀸테센스에서의 암흑에너지의 값은
시간과 함께 변화하고
운동에너지와 위치에너지의 비율에 따라
인력이 될 수 있고 척력이 될 수 있음
인력이 척력이 될 수 있다는 사실은
우주의 역사를 설명하는데 매우 중요함
이유는 우주 탄생 후 35억년에 발생한 사건 때문임
빅뱅으로 시작된 우주는 인플레이션으로
급속하게 팽창했고
직후 빅뱅원소합성으로 팽창속도가 감속함
근데 35억년 쯔음
우주가 다시 가속팽창을 하기 시작함
이 수축에서 팽창을 설명할 수 있는게
인력이 척력이 되는 퀸테센스 가설이라는 거임
우주 탄생 초기
공간에 가득찬 퀸테센스는 인력적 동작을 하고 있었음
하지만 우주가 커지고
우주의 물질보다 우주의 전자기파가 더 많아졌을때
인력이 척력이 되고 우주를 팽창시키게 됬음
퀸테센스 가설을 사용하면 우주 수축과 가속팽창을 설명이 가능함
대충 아인슈타인은 인류 역사상 최악의 빌런이다 라고 이해하면 됨?
비약을 좀 심하게 하면, 과학자들이 “적당히 쉽게쉽게 갑시다.”하면 아인슈타인이 자꾸 나와서 “아닌데!”하는 거임.
문과 뒈짓