우주는 별, 은하, 성운으로 가득한 겉보기에 끝없는 바다입니다. 이 책에서 우리는 역사 전반에 걸쳐 이야기에 영감을 준 패턴과 별자리를 봅니다. 그러나 우리가 여전히 이해하지 못하는 하나의 우주 패턴이 있습니다. 답이 남아있는 질문 : 우주의 모양은 무엇입니까? 우리는 우리가 알고 있다고 생각했지만 새로운 연구는 그렇지 않다는 것을 암시하며 우주론의 위기를 지적 할 수 있습니다.
많은 초기 천문학 자들은 우주가 태양계를 둘러싸고 있으며 고정되고 움직이지 않는 지구를 중심으로 한 별의 구체라고 주장했다. 그러나 몇 세기에 걸쳐 천문학 자들은 우리 태양이 은하 내에서 수십억에 불과하다는 것을 발견했으며, 수십억 광년의 공간에 수많은 은하가 흩어져 있음을 발견했습니다. 창조의 형태에 관한 문제는 논란의 여지가있는 것처럼 보였다. 별과 은하는 빈 공간 안에 존재했습니다. 빈 캔버스 만있을 수있는 공간 : 평평하고 유클리드이며 구조가 없습니다.
그런 다음 1900 년대 초, Albert Einstein은 일반 상대성 이론을 발전 시켰습니다. 그 안에 공간은 빈 캔버스가 아니 었습니다. 우주에서 질량의 위치와 움직임에 따라 구부리고 늘어나고 비 틀리고 변형 될 수 있습니다. 이러한 공간적 변형은 빛과 물질을 편향시켜 우리가 중력이라고 부르는 효과를 일으켰습니다. 상대성이 있으면 공간이 다른 모양을 취할 수 있습니다. 그러면 지구가 전체적으로 둥그스름한 것처럼 우주가 전체적인 우주 모양을 가질 수있었습니다.
일반적으로 상대성 이론은 우주가 평평하거나, 닫히거나, 열려있는 세 가지 모양 중 하나를 가질 수있게합니다.
평평한 방식은 일상 생활에서 공간을 생각하는 방식입니다. 우리가 학교에서 배우는 유클리드 공간입니다. 평평한 공간은 모든 방향으로 균등하게 확장되며 두 개의 평행 광선은 영원히 평행을 유지합니다.
열린 공간은 안장 모양으로 상상할 수 있습니다. 바깥쪽으로 뻗어 나갈 때 구부러지는 방식으로 구부러집니다. 처음에 평행 한 두 개의 광선이 점차적으로 퍼져 우주를 가로 지르면서 서로 약간 멀어집니다.
닫힌 공간은 일반적으로 구형입니다. 평행 한 빛의 광선이 결국 지구의 경도 선처럼 서로 만나고 교차하도록 연장됩니다.
이것들 중 어느 것도 우주 전체가 팽창하고 있다는 사실을 다루지 않아도된다는 것을 언급해야한다. 우주 팽창은 공간의 점들이 시간이 지남에 따라 확산되고 있음을 의미합니다. 우주의 모양은 공간의 모양을 다룹니다. 평평한 고무 시트가 늘어나고 평평하게 유지되는 것처럼 구형 풍선은 팽창되어 팽창 할 수 있습니다. 따라서 우리의 확장 우주는 편평하거나 열려 있거나 닫혀있을 수 있습니다.
공간의 곡률은 질량의 존재에 의해 영향을 받기 때문에, 우주의 전체적인 모양은 그 안의 물질의 평균 밀도에 달려 있습니다. 일반적으로이 상대성은이 매개 변수가 밀도 매개 변수에 의해 제공되며, 이는 우주가 평평 해지는 데 필요한 "임계 밀도"에 대한 관측 밀도의 비율입니다. 밀도 매개 변수가 1이면 유니버스가 평평합니다. 1보다 크면 닫히고 밀도 매개 변수가 1보다 작 으면 열립니다. 우주 밀도의 측정 값은 지속적으로 1의 값을 제공했습니다. 관측 한계로, 우주는 평평합니다. .
그러나 우주의 모양을 측정하는 또 다른 방법이 있습니다. 그것은 매우 먼 물체의 겉보기 크기를 보는 것입니다. 그것은 모두 평행 광선의 동작으로 돌아옵니다. 평평한 우주에서 평행선은 평행을 유지하므로 먼 은하의 양면에서 나오는 빛은 직선으로 우리에게 도달합니다. 서로에 대한 각도는 동일하게 유지되므로 은하가 실제 크기로 나타납니다.
우주가 열려 있으면 평행선이 거리에 따라 분기됩니다. 그래서 우리의 먼 은하에서 나오는 빛은 우리에게 도달 할 때 더 평행 해집니다. 이것은 은하가 원래보다 작게 나타남을 의미합니다. 우주가 닫히면 반대편의 빛이 구부러지고 은하가 원래보다 크게 나타납니다.
에 발표 된 새로운 논문에서 자연, 한 팀은 은하계를 보지 않고 우주 전자파 배경 내에서 변동을 보았습니다 (CMB). 그만큼 CMB 빅뱅의 남은 빛이며 우주에서 볼 수있는 가장 먼 빛입니다. 이 때문에 우주의 모양에 가장 큰 영향을받는 빛입니다. 변동의 규모 CMB 우리가 아는 우주의 암흑 물질과 암흑 에너지의 양에 의해 결정되므로 변동이 얼마나 커야하는지 알 수 있습니다. 팀이 분석했을 때 CMB Plank 우주선의 데이터에 따르면 변동이 예상보다 컸습니다. 이것은 99 % 확실성 내에서 우주가 평평하지 않고 닫혀 있음을 의미합니다.
이 새로운 연구는 우주가 평평하다는 것을 보여주는 많은 이전 연구와 모순됩니다. Planck 데이터에 체계적인 오류가 발생하여 우주를 구부러지게 만들 수 있지만 연구가 정확하다면 이해에 차이가 있음을 나타냅니다. 현재 우주의 모습이 불분명하다.
출처: Di Valentino, E., et al., 닫힌 우주와 우주론에 대한 가능한 위기에 대한 플랑크 증거.
