빅뱅 전에 무슨 일이 있었나요? 그 질문에 대한 일반적인 대답은 보통“ '빅뱅 전'과 같은 것은 없습니다. '그것은 그 모든 것을 시작한 사건입니다. 물리학 자 Sean Carroll은 정답은“우리는 모른다”고 말했다. 캐롤뿐만 아니라 다른 많은 물리학 자와 우주 론자들은 빅뱅 이전의 시간 가능성과 우주가 어떻게 생겼는지에 대한 대안 이론을 고려하기 시작했습니다. 캐롤은 지난주 미주리 주 세인트 루이스에서 열린 미국 천문 학회 회의에서이 유형의“추측 연구”에 대해 논의했다.
캐롤은“이것은 우주론자가되기에 흥미로운 시간이다. “우리는 축복과 저주를 받았습니다. 황금 시대이지만 문제는 우리가 가지고있는 우주 모델이 의미가 없다는 것입니다.”
먼저, 우주의 95 %가 설명되지 않은 인벤토리 문제가 있습니다. 우주 론자들은 암흑 물질과 암흑 에너지를 조화시켜 그 문제를 해결 한 것으로 보인다. 그러나 데이터에 맞게 물질을“창조”했다고해서 우주의 본질을 이해한다는 의미는 아닙니다.
우리 우주에 대한 또 다른 큰 놀라움은 빅뱅의 "에코"인 우주 마이크로파 배경 (CMB)을 연구 해 온 WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) 우주선의 실제 데이터에서 비롯됩니다.
캐롤은“초기 우주의 모습에 대한 WMAP 스냅 샷은 넓은 우주 공간에서 뜨겁고 조밀하며 부드러운 [낮은 엔트로피]를 보여 주었다고 말했다. “그 이유가 무엇인지 이해할 수 없습니다. 재고 문제보다 훨씬 더 큰 놀라움입니다. 우리 우주는 자연스럽지 않습니다.” 캐롤은 저엔트로피 상태는 드물며, 우리와 같은 우주로 진화 할 수있는 모든 초기 조건에 더해 압도적 다수는 훨씬 높은 엔트로피를 가지지 만 낮지 않다고 말했다.
캐롤은 우주에서 가장 놀라운 현상은 상황이 변한다는 것이라고 캐롤은 말했다. 그리고 그것은 우주 전체에서 과거부터 미래까지 일관된 방향으로 발생합니다.
캐롤은“시간의 화살표라고합니다. 이 시간의 화살은 엔트로피를 불러오는 열역학 제 2 법칙에서 나온 것입니다. 법에 따르면 폐쇄 시스템은 시간이 지남에 따라 질서에서 무질서로 이동합니다. 이 법은 물리학과 천문학의 기본입니다.
우주의 초기 조건에 대한 큰 의문 중 하나는 왜 엔트로피가 그렇게 낮게 시작 되었는가입니다. 캐롤은“빅뱅 근처의 낮은 엔트로피는 시간의 화살표에 대한 모든 것을 책임지고있다. "삶과 죽음, 기억, 시간의 흐름." 이벤트는 순서대로 진행되며 되돌릴 수 없습니다.
캐롤은“알을 부수거나 물 한 잔을 흘릴 때마다 관측 우주론을하고있다”고 말했다.
따라서 우주와 시간의 화살표에 대한 우리의 질문에 대답하기 위해 빅뱅 이전에 일어난 일을 고려해야 할 수도 있습니다.
캐롤은 이것이 고려해야 할 중요한 문제라고 주장했다. "이것은 단지 레크리에이션 신학이 아니다"고 말했다. “우리는 이해가되는 우주 이야기를 원합니다. 우리가 놀라운 것처럼 보일 때, 우리는 퍼즐을 이해할 수있게하는 기본 메커니즘을 찾습니다. 엔트로피가 낮은 우주는 무엇인가에 대한 단서이며 우리는 그것을 찾기 위해 노력해야합니다.”
현재 우리는 우주에 대한 좋은 모델을 가지고 있지 않으며 현재의 이론은 질문에 대답하지 않습니다. 고전적인 일반 상대성 이론은 우주가 특이점으로 시작한 것으로 예측하지만 빅뱅 이후까지는 아무것도 증명할 수 없습니다.
캐롤은 처음 몇 순간 동안 우주의 극도로 빠른 (지수) 팽창을 제안하는 인플레이션 이론은 도움이되지 않는다고 캐롤은 말했다. “엔트로피 문제를 악화시킵니다. 인플레이션에는 초기 조건 이론이 필요합니다.”
캐롤도 제안한 다른 모델들도 있지만“아기”우주를 계속 만들어내는 다중 우주에 대한 아이디어를 선호하는 것처럼 보였다. “우리의 관측 가능한 우주가 전체 이야기가 아닐 수도 있습니다.”라고 그는 말했다. "우리가 더 큰 다우주의 일부인 경우 최대 엔트로피 평형 상태가 없으며 엔트로피는 우리와 같은 우주를 생성하여 생성됩니다."
캐롤은 또한 자신과 물리학 자 팀이 WMAP의 결과를 다시 보면서 수행 한 새로운 연구에 대해서도 논의했다. 캐롤과 그의 팀은이 데이터에 따르면 우주가“편향되어있다”고 밝혔다.
WMAP의 측정 결과 마이크로파 배경의 변동이 다른 쪽보다 하늘의 한 쪽에서 약 10 % 더 강하다는 것을 보여줍니다.
이“일대일 우주”에 대한 설명은 이러한 변동이 우리 우주를 만들어 낸 우주에서 남겨진 구조를 나타 냈을 때입니다.
캐롤은이 모든 것이 양자 중력에 대한 더 나은 이해에 도움이 될 것이라고 말했다. 양자의 변동은 새로운 우주를 만들어 낼 수 있습니다. 조용한 공간에서 열 변동이 아기 우주로 이어질 수 있다면, 그들 자신의 엔트로피를 가지고 우주를 계속 만들 수있을 것입니다.”
물론 Carroll은이 점을 강조했습니다. 이러한 주제에 대한 모든 연구는 현재로서는 추측으로 간주됩니다. "이 중 어느 것도 확고하게 확립 된 것은 아니다"라고 그는 말했다. “이것이 잘못되었다고 돈을 걸었습니다. 그러나 10 년 후에 다시 돌아와서 모든 것을 알아 냈다고 말할 수 있기를 바랍니다. "
분명히 작가로서 캐롤의 연설과 아이디어를 짧은 기사로 캡슐화하려고 시도하는 것은 분명히 정의를 수행하지 않습니다. 그의 블로그 Cosmic Variance에서 Carroll의 이러한 개념에 대한 자세한 내용을 확인하십시오. 또한 Chris Lintott가 BBC를 위해 작성한 Carroll의 연설에 대한 요약을 읽으십시오. 나는 캐롤의 연설을 지금 일주일 이상 고민해 왔으며, 시간의 시작을 생각하며 시간이 너무 오래 걸리더라도 흥미롭고 매혹적인 주를 만들어 냈습니다. 그 시간이 내 이해에서 앞으로 또는 뒤로 나를 가져 왔는지 여부는 여전히 남아 있습니다!
