우주는 어떻게 끝날까요? 현재 우주 론자들은 우주의 장기적 운명에 대해 똑같이 고통스러운 두 가지 시나리오를 가지고있다. 다른 한편으로, 암흑 에너지의 가속으로 인해 우주의 확장은 무한정 계속 될 수 있습니다. 우리는 다른 은하들이 멀어 질수록 차갑고 외로운 미래에 직면 할 것입니다. 오늘 손님은 Lawrence Berkeley National Laboratory의 Eric Linder입니다. 그는이 두 가지 중 어느 것이 우리를 기다리는 지 알아볼 수있는 실험을 제안하고 있습니다.
인터뷰 듣기 : 우주의 운명 (6.2 MB)
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프레이저 가인 (Fraser Cain) : 우주를 기다리는 두 가지 운명을 제시 할 수 있습니까?
에릭 린더 : 글쎄요, 우주의 운명이 무엇인지에 대한 우리의 그림은 지난 5-10 년 동안 정말 크게 바뀌 었습니다. 우리는 그것이 매우 단순하다고 생각 했었습니다. 그것은 우주에 얼마나 많은 내용이 있었는지, 얼마나 많은 것이 있었는지에 대한 문제였습니다. 문제가 충분하다면 중력에 의한 인력으로 인해 현재 확장 속도에서 우주가 느려지고 기본적으로 붕괴되고 일부 사람들은 우주를 끝내기 위해 큰 위기라고 부릅니다. 그리고 물질이 충분하지 않으면 현재 팽창을 늦추기에 충분한 중력이없고 점점 더 확산 될 것입니다. 더 추워지고 더 고독한 곳에 살 수 있습니다. 1998 년,이 두 과학자 그룹은 우주에서 물질의 중력 하에서 우주의 팽창이 극적으로 또는 점진적으로 느려지지 않고 오히려 속도가 빨라지는 기괴한 발생. 가속화되고있었습니다. 마치 공중에서 야구 공을 던지면 결국 속도가 느려지고 최고점에 도달하며 보통 지구로 내려 오는 것과 같습니다. 충분히 던지면 궤도로 빠져 나옵니다. 그러나 여기서 우주는 공중에서 야구를 던졌고, 이제 야구는 점점 더 빨라지고 있습니다. 그래서 이것은 과학자들을 완전히 당혹스럽게 만들었고 우리가 기대했던 것과 완전히 반대되었습니다. 이 새로운 그림 아래에서, 우주의 운명은 단순히 영원히 영원히 확장되고, 더 추워지고, 더 확산되고, 원자가 점점 더 많이 퍼지고, 은하 사이의 거리가 늘어날 것입니다. 그리고 우리는 때때로 "열사"라고 불리는 우주의 운명을 갖게 될 것입니다. 여기서 모든 것이 매우 차갑고 움직이지 않고 서로 분리됩니다.
그러나이 가속의 원인에 따라 다릅니다. 그것이 위대한 미스터리입니다. 우리에게이 가속도를주는 물리학이 갑자기 사라질 수도 있습니다.이 경우 우리는 우주가 무너질 수있는 초기 그림으로 돌아갔습니다. 아니면 기괴한 일을 할 수도 있고 우리는 모른다. 그래서 이것은 우리가 알고 싶은 큰 질문입니다. 우주의 운명은 무엇입니까?하지만이 가속의 물리학은 무엇입니까?
프레이저 : 왜 지금까지 그 질문에 대답하지 않았습니까? 우리는 초신성을 충분히 잘 보지 못했습니까?
Linder : 제가 말했듯이,이 확장의 가속화는 1998 년에야 발견되었습니다. 사람들은 손에 앉아 있지 않았으며이 질문에 매우 열정적으로 답하려고 노력했습니다. 더 많은 초신성을 얻으면 우주에서 불꽃 놀이처럼 폭발하는 별들을 사용할 수 있습니다. 불꽃 놀이가 항상 같은 에너지로, 동일한 밝기로 출발한다는 것을 알고 있다면, 오늘날 우리에게 얼마나 밝게 보이는지에 의해 불꽃이 얼마나 멀리 떨어져 있는지 알 수 있습니다. 그래서 우리는 더 많은 초신성이 필요하고 점점 더 먼 것들이 필요하기 때문에 우주의 역사를지도로 만들 수 있습니다. 더 오랜 기간에 걸친 우주의 확장. 그리고 사람들은 점차 그렇게하고 있습니다. 망원경이 지상에서 수십 개의 초신성을 얻기 위해 시도하고있는 매우 큰 프로젝트가 진행 중이며, 이제 우리는 수백 개의 초신성을 얻기 위해 노력하고 있습니다. 그러나 결국 이러한 근본적인 질문에 실제로 답하기 위해서는 먼 거리에서 수천 개의 초신성이 필요합니다. 그것을 얻기 위해서는 우주에서 관측이 필요할 것입니다. 그래서 현재 우리는 이러한 관측에 적합한 하나의 우주 망원경 인 허블 우주 망원경을 가지고 있으며 훌륭한 일을하고 있습니다. 우리가 아직 발견 한 가장 먼 초신성을보고 있습니다. 우주 역사상 약 100 억 년이 걸렸지 만 그것들은 하나씩 만 볼 수 있습니다. 과학자들이 제안한 바에 따르면, 우리는 새로운 우주 관측소, 우주의 새로운 망원경 인 SNAP (Supernova Acceleration Probe)를 구축하여 수천 개의 초신성을 매우 효율적으로, 매우 빠르게 얻을 수 있으며, 극도로 희미 해지고 매우 깊다. 그리고 이것은 실제로 과학계의 상상력을 사로 잡았습니다. 국립 과학원 (National Academy of Sciences), 다양한 전문 기관들로부터 다음과 같은 일종의 우주 관측소가 알아낼 수있는 여러 가지 권장 사항이 있습니다. 거의 모든 물리학 교과서를 다시 쓸 중력의 반발력이 있습니다. 따라서 많은 사람들이 우리가 실제로 이러한 관찰, 더 정확한 관찰 및 당신이 말한 것과 같은 더 많은 관찰을 진행해야한다고 생각합니다. 우리는 이미 가지고있는 데이터를 개선하기 만하면되며, 기술은 우리가 나가서이를 수행 할 수있을만큼 충분합니다. 단지 우리가 앉아서 물건을 만들고 발사 하고이 답변을 찾으려고 노력해야합니다.
프레이저 : 이제이 암흑 에너지에 대한 몇 가지 제안을 들었습니다. 당신의 관찰에서 어떤 종류의 것들을 찾고 있습니까?
Linder : 알버트 아인슈타인은 1917 년 모든 우주 에너지 개념의 할아버지를 우주 상수라고 불렀습니다. 당시의 관측에 동의하지 않았기 때문에 얼마 동안 퇴직했습니다. 그리고 수십 년마다 과학자들은 그것을 다시 언급했습니다. 아마도 우리가 만든 다른 관찰을 설명 할 수있을 것입니다. 그리고 실제로는 적합하지 않기 때문에 은퇴로 돌아갑니다. 그러나 지금은 아인슈타인으로부터이 90 년 된 개념을 되 찾을 때가 된 것 같습니다. 왜냐하면 그것은 우주의 팽창을 가속화 할 수 있기 때문입니다. 이 가속을 얻는 방법에 대한 매우 간단한 그림이지만 모든 것을 해결하지는 못합니다. 정말 수수께끼 같은 부분이 있습니다. 순진한 계산을한다면 우주를 가속화해야하지만 처음 순간부터 우주를 가속화하기 시작 했어야한다고 생각할 것입니다. . 실제로 우리는 우주에서 볼 수있는 별과 은하 그리고 구조를 얻을 수 없었을 것입니다. 그래서 어떤 이유로 든 우리가 자연 가치로 생각하는 것보다 훨씬 약해야합니다. 답이 될 가능성이 있지만, 생각했던 것과 비교하여 왜 약한 지 이해하지 못합니다. 그 문제를 해결하기 위해 사람들은 우주의 정수처럼 작용하는 우주에 대한 다른 아이디어, 정수의 개념 또는 다섯 번째 물질을 생각해 냈지만 시간에 따라 다르므로 매우 약하고 오늘날부터 시작할 수 있습니다. 그것은 우주의 확장을 지배 할 수 있습니다. 그래서 그것은 매력적인 아이디어이지만, 그것이 정확히 작동하는 방법에 대한 최초의 기본 아이디어를 가진 사람은 아무도 없습니다. 지금은 개념이지만 물리에서 어떻게 발생하는지에 대해서는 세부적으로 다루지 않았습니다. 그것은 우리가 매우 관심을 가질 수있는 또 다른 것입니다. 또 다른 가능성은 우리가 데이터를 분석하는 방식입니다. 중력은 매력적인 힘입니다. 그것은 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 주어진 것입니다. 어쩌면 뭔가가 깨질 수도 있습니다. 아마도 우리가보고있는 것은 우리가 이해하는 중력 이론의 고장 일 것입니다. 사람들은 예를 들어 추가 차원을 포함하는 아이디어를 생각해 냈습니다. 공간에서 단지 3 차원이 아니라 공간에서 약간의 차원이있을 수 있으며, 중력은 공간에서이 여분의 차원으로 점차 새어 나가고 있습니다. 그것은 점점 약해져서 중력에 반하여 작용하고 우리에게 가속을 줄 것입니다. . 우리는 물리학이 어떻게 변할 수 있는지에 대한 믿을 수 없을 정도로 흥미로운 가능성을 모두 가지고 있으며 그것이 무엇인지 모릅니다. 그래서 우리가 필요로하는 것은 초신성을 통해 우주의 확장을 매핑하는 매우 상세한 관찰,이 폭발하는 별들, 그리고 다른 방법들도 있습니다 – 실제로 시도하고 결정하기 위해, 우리는 물리 교과서를 어떻게 다시 작성할 것입니까? ; 사물을 지우고 새로운 내용을 쓰기 시작해야하는 방향은 무엇입니까? 따라서, 이와 같이 퍼즐을 마주하고있는 과학자들에게는 정말 흥미 진진합니다.
프레이저 :이 미션은 언제 시작될 예정입니까? 언제 작동해야합니까?
Linder : NASA와 미국 에너지 부는 공동으로 궤도에 임무를두기로 합의했습니다. 그 이름을 Joint Dark Energy Mission이라고합니다. 현재 우주 망원경을 어떻게 설계 할 것인지에 대한 연구가 진행되고 있습니다. 그리고 우리는 충분한 대중이 강한 관심과 국가 과학 아카데미와 같은 전문 사회가 그러한 사명을 추천하기를 희망하고 있습니다. 그들이 이것을 계속 지원한다면, 우리는 앞으로 약 6-7 년 안에 그것을 시작할 수 있기를 바랍니다. 따라서 현재 학교의 학생들은 6-7 년 안에 현재의 전문 과학자가 답이 무엇인지에 대한 가장 작은 단서가없는 것에 대한 답을 알게 될 가능성이 매우 높습니다. 따라서 학생들에게 이야기하고 대중에게 말할 수 있다는 것은 항상 매우 흥미로울 것입니다. 6-6 년 후에 우리는 지금 그 답이 무엇인지 전혀 모른다는 것을 알게 될 것입니다. 지금보다 6 년에서 7 년 후에 더 똑똑해질 것입니다. 한가운데에 있다는 것은 정말 흥미로운 일입니다.
프레이저 : 그리고 만약 당신이 당신의 길을 가졌다면, 그것은 화끈한 뜨거운 죽음일까요, 아니면 차가운 동결 죽음일까요?
린더 : 내가 원하는 것은 멀리 떨어져 있다는 것입니다. 그래서 우리는 우주의 끝이 적어도 천억 년 동안, 우리가 이미 우주에 있었던 시간의 길이가 될 것임을 알지 못하므로 밤새 걱정할 필요는 없습니다. 가장 좋은 해결책이 무엇인지 모릅니다. 당신은 아인슈타인의 중력 이론의 전복과 완전히 새로운 물리학의 틀, 탐구 할 새로운 영토와 같은 것을 주장 할 수 있습니다. 그것은 모든 종류의 다른 가능성이 생길 수있는 가장 흥미로운 결과 일 것입니다. 그러나 당신이 암시하는 것처럼, 과학자에서 학동에 이르기까지 모든 사람에 대한 우리의 상상력을 실제로 얻는 우주의 운명.
