얼마 전까지 만해도 (몇몇 계정에 의해 173 억 년), 상당히 중요한 우주 사건이 일어났다. 우리는 물론 빅뱅에 대해 이야기합니다. 우주 론자들은 우리가 알고있는 우주가 한 번에 없었다고 말합니다. 그 이전에 존재했던 것은 모든 개념을 넘어선 무효였다. 왜? 그 질문에 대한 몇 가지 답변이 있습니다 – 철학적 답변 예를 들어, 우주가 형성되기 전에는 상상조차하거나 생각하지도 않았고 심지어는 아무것도 할 수 없었기 때문입니다. 그러나 과학적인 답변도 있으며 그 답변은 다음과 같습니다. 빅뱅 이전에는 시공간 연속체 – 중요하지 않은 매체 모든 것을 통해 에너지와 물질이 움직입니다.
시공간 연속체가 존재하게되면 가장 물리학적인 형태 중 하나는 광 물리학 자들이 "광자"라고 부르는 단위입니다. 광자에 대한 과학적 개념은 이러한 기본 에너지 입자가 두 가지 모순적으로 보이는 두 가지 행동을 나타냅니다. (이산 입자로). 개별 광자는 공간을 통해 빠르게 흐르는 코르크 덩어리로 생각할 수 있습니다. 각 패킷은 전기 및 자기의 두 수직 축을 따라 진동합니다. 빛은 진동이기 때문에 파동 입자는 서로 상호 작용합니다. 빛의 이중 특성을 이해하는 한 가지 방법은 광파 후 파장이 망원경에 영향을 미친다는 것을 인식하는 것입니다. 그러나 개별 광자는 눈의 뉴런에 흡수됩니다.
시공간 연속체를 통과하는 최초의 광자는 매우 강력했습니다. 그룹으로서 그들은 엄청나게 강했습니다. 개인 으로서는 각각 매우 빠른 속도로 진동했습니다. 이 원시 광자의 빛은 젊음 우주의 급속히 확장되는 한계를 빠르게 비췄습니다. 빛은 어디에나 있었다 – 그러나 물질은 아직 보이지 않았다.
우주가 팽창함에 따라 원시 광은 주파수와 강도 모두에서 사라졌다. 이것은 원래의 광자가 끊임없이 확장되는 공간에 걸쳐 더 얇고 얇아 짐에 따라 발생했습니다. 오늘날, 창조의 첫 번째 빛은 여전히 우주를 중심으로 울려 퍼집니다. 이것은 우주 배경 방사선으로 간주됩니다. 그리고 특정 유형의 방사선은 전자 레인지 내의 파도처럼 더 이상 눈에 보이지 않습니다.
원시 빛은 오늘날 우리가 보는 방사선이 아닙니다. 원시 방사선은 전자기 스펙트럼의 최하단으로 적색 편이되었습니다. 이것은 우주가 원래 단일 원자보다 크지 않았던 것에서 가장 큰 도구가 아직 한계를 찾지 못하는 지점까지 확장되면서 발생했습니다. 원시 광이 너무 끔찍하다는 것을 알면 우리의 눈과 광학 망원경에 보이는 빛의 종류를 설명하기 위해 다른 곳을 살펴볼 필요가 있습니다.
시공간은 단순히 빛을 파도로 전달하는 것 이상으로 별들 (태양과 같은)이 존재합니다. 어떻게 든 – 여전히 설명 할 수없는-1 – 시공간 원인도 문제. 그리고 물질과 빛을 구별하는 한 가지는 물질에“질량”이 있고 빛은 없다는 것입니다.
질량 때문에 물질은 관성과 중력이라는 두 가지 주요 속성을 표시합니다. 관성은 변화에 대한 저항으로 생각 될 수 있습니다. 기본적으로 문제는“게으른”것이며, 외부에서 행동하지 않는 한 현재 진행중인 작업을 계속 수행합니다. 우주의 형성 초기에 물질의 게으름을 극복하는 가장 중요한 것은 빛이었습니다. 방사선 압력의 영향으로 원시 물질 (대부분 수소 가스)이 "조직화"되었습니다.
빛이 쏟아지고 나서, 내부의 무언가가 이어졌습니다. 우리가“중력”이라고하는 미묘한 행동. 중력은“시공간 연속체의 왜곡”으로 설명되었습니다. 이러한 왜곡은 질량이 발견 될 때마다 발생합니다. 물질에는 질량, 공간 곡선이 있습니다. 알버트 아인슈타인 (Albert Einstein)이 20 세기 초에 물질과 빛을 설명하는 방식으로이 곡선이 움직입니다. 물질의 모든 작은 원자는 시공간에서 작은 "마이크로 왜곡"을 일으킨다-2. 그리고 충분한 미세 왜곡이 합쳐지면 큰 일이 일어날 수 있습니다.
그리고 일어난 일은 첫 번째 별의 형성이었습니다. 평범한 별은 없지만 매우 빠른 삶을 살고 매우 멋진 종말을 맞이하는 초대형 거인. 그 끝에서,이 별들은 그 자체로 무너져 내렸고 (모든 질량의 무게로), 오래된 것에서 완전히 새로운 요소를 융합시키는 것과 같은 강도의 엄청난 충격파를 생성했습니다. 결과적으로, 시공간은 우주 잡지를 구성하는 많은 종류의 물질 (원자)로 가득 차게되었습니다.
오늘날, 두 가지 유형의 원자 물질이 존재합니다 : 원시와 우리가“별”이라고 부를 수있는 것. 원초적이든 별의 기원이든, 원자 물질은 만지고 보여지는 모든 것을 구성합니다. 원자에는 관성, 중력, 공간 확장 및 밀도와 같은 특성과 동작이 있습니다. 또한 전하 (이온화 된 경우)를 가지고 화학 반응에 참여하여 (정교하고 복잡한 분자를 형성) 할 수 있습니다. 우리가 보는 모든 것은 빅뱅 이후 신비하게 창조 된 원시 원자들에 의해 오래 전부터 확립 된 기본 패턴을 기반으로합니다. 이 패턴은 두 가지 기본 전하 단위에서 발견됩니다. 양성자와 전자 – 각각 질량이 있고 질량이있는 것들을 수행 할 수 있습니다.
그러나 모든 문제가 수소 프로토 타입을 정확히 따르는 것은 아닙니다. 한 가지 차이점은 새로운 세대의 원자가 핵에서 양으로 하전 된 양성자와 전기적으로 균형을 잡은 중성자를 가지고 있다는 것입니다. 그러나 낯선 사람조차도 빛과 전혀 상호 작용하지 않는 물질 (암흑 물질)입니다. 더 나아가서 (물건을 대칭으로 유지하기 위해) 광자 형태를 취하지 않는 일종의 에너지 (진공 에너지)가있을 수 있습니다. 빅뱅에 의해.
그러나 우리가 볼 수있는 것들로 돌아가 봅시다 ...
빛과 관련하여 물질은 불투명하거나 투명 할 수 있습니다. 빛을 흡수하거나 굴절시킬 수 있습니다. 빛은 물질을 통해 물질을 통과하거나 물질을 반사하거나 물질에 흡수 될 수 있습니다. 빛이 물질로 들어 오면 빛의 속도가 느려지고 주파수는 증가합니다. 빛이 반사되면 경로가 변경됩니다. 빛이 흡수되면 전자는 잠재적으로 새로운 분자 조합으로 이어집니다. 그러나 훨씬 더 흡수되지 않더라도 빛이 물질을 통과 할 때 원자와 분자는 시공간 연속체를 진동 이로 인해 빛의 주파수가 낮아질 수 있습니다. 우리는“빛”이라는 것이“시공간 연속체”라는 어떤 것에서“물질”이라고 불리는 것과 상호 작용하기 때문에 본다.
아인슈타인은 시공간에 대한 물질의 중력 효과를 설명하는 것 외에도 광전 효과와 관련된 빛의 영향에 대해 매우 우아한 조사를 수행했습니다. 아인슈타인 이전에 물리학 자들은 빛이 물질에 영향을 줄 수있는 능력은 주로 "강도"에 기초한다고 생각했습니다. 그러나 광전 효과는 빛이 주파수를 기준으로 전자에 영향을 미친다는 것을 보여 주었다. 따라서 강도에 관계없이 적색광은 금속에서 전자를 제거하지 못하고 매우 낮은 수준의 보라색 광도 측정 가능한 전류를 자극합니다. 분명히 빛의 진동 속도는 모든 힘을 가지고 있습니다.
아인슈타인의 광전 효과에 대한 조사는 나중에 양자 역학으로 알려진 것에 큰 영향을 미쳤다. 물리학 자들은 원자가 어떤 주파수의 빛을 흡수할지에 대해 선택적이라는 것을 곧 알게되었습니다. 한편 전자는 모든 양자 흡수의 핵심 인 것으로 밝혀졌다. 한 전자는 다른 전자와 원자의 핵과의 관계와 같은 특성과 관련이있다.
이제 우리는 두 번째 요점으로갑니다 : 전자에 의한 광자의 선택적 흡수와 방출 계측기를 통해 빛을 조사 할 때 보이는 주파수의 연속적인 확산을 설명하지 않습니다-3.
그러면 무엇을 설명 할 수 있습니까?
하나의 답변 : 빛의 굴절 및 흡수.
우리 집의 창문과 같은 일반적인 유리는 가시 광선에 투명합니다. 그러나 유리는 대부분의 적외선을 반사하고 자외선을 흡수합니다. 가시 광선이 실내로 들어 오면 가구, 양탄자 등에 흡수됩니다.이 품목은 빛의 일부를 열 또는 적외선으로 변환합니다. 이 적외선이 유리에 갇히고 실내가 가열됩니다. 한편 유리 자체는 자외선에 불투명하다. 자외선에서 태양이 방출하는 빛은 대부분 대기에 흡수되지만 일부 비 이온화 자외선은 통과합니다. 자외선은 가구가 가시 광선을 흡수하고 재 방사하는 것과 같은 방식으로 유리에 의해 열로 변환됩니다.
이 모든 것이 우주에서 가시광 선의 존재와 어떤 관련이 있습니까?
태양 안에서, 고 에너지 광자 (태양 코어의 주변에서 보이지 않는 빛)는 광구 아래의 태양 맨틀을 조사합니다. 맨틀은이 광선을 흡수에 의해“열”로 변환하지만이 특정“열”은 볼 수있는 능력을 훨씬 넘어서는 주파수입니다. 그런 다음 맨틀은 광구를 향하여 열을 전달하는 대류 전류를 설정하는 동시에 에너지가 적지 만 여전히 보이지 않는 광자를 방출합니다. 결과 "열"과 "빛"은 태양 광구로 전달됩니다. 광구 ( "가시광의 구체")에서 원자는 대류에 의해 "가열"되고 굴절을 통해 자극되어 가시광을 발산하기에 충분히 느린 속도로 진동합니다. 그리고이 원리는 우주 전체에서 가장 중요한 빛의 원천 인 별이 방출하는 가시 광선을 설명합니다.
어떤 관점에서 볼 때 태양 광구의“굴절률”은 보이지 않는 빛이 가시광으로 변환되는 수단이라고 말할 수 있습니다. 그러나이 경우, 우리는 광구의 굴절률이 너무 높아서 높은 에너지 광선이 흡수 점으로 구부러진다는 생각을 불러 일으킨다. 이런 일이 발생하면 저주파가 눈에 들어 오기 쉽고 열에 닿지 않는 열 형태로 발산됩니다.
그리고 우리의 지적 발 밑에서이 모든 이해를 통해, 우리는 이제 우리의 질문에 대답 할 수 있습니다 : 오늘날 우리가 보는 빛 이다 창조의 원시적 인 빛. 그러나 빅뱅 이후 수십만 년이 지난 것은 빛이다. 나중에 구체화 된 빛은 큰 응축 된 구슬처럼 중력의 영향으로 함께 모였습니다. 이 오브들은 물질을 빛으로 비 물질화하는 강력한 연금술로를 개발했습니다. 보이지 않는. 나중에 – 굴절과 흡수를 통해 – 보이지 않는 빛은 우리가 별이라고 부르는 그 위대한“휘도의 렌즈”를 통과하는 의식으로 눈에 보이게되었습니다.
-1우주론이 자세히 묘사 된 모든 것들이 오늘날 천문학 연구의 주요 영역 일 것입니다. 물리학 자,“원자 분쇄기”, 천문학 자, 망원경, 수학자, 숫자를 많이 차지하는 수퍼 컴퓨터 및 연필로 물리학자를 데려 갈 것입니다. 우주의 초기에 대한 미묘한 이해와 우주 론자들은 모든 것을 통해 퍼즐을 풀었습니다.
-2
어떤 의미에서는 단순히 있다 시공간 연속체의 왜곡 – 모든 속성과 행동에서 그 연속체를 이해하는 것은 먼 길입니다.
-3태양과 모든 빛의 광원은 매우 좁은 주파수의 어두운 흡수와 밝은 방출 대역을 나타냅니다. 물론, 이들은 특정 원자 및 분자와 관련된 전자의 전이 상태와 관련된 양자 기계적 특성과 관련된 다양한 프라운호퍼 라인이다.
저자에 관하여 :1900 년대 초의 걸작 인“3, 4, 5 인치 망원경을 통한 하늘”에서 영감을 얻은 Jeff Barbour는 7 세에 천문학 및 우주 과학을 시작했습니다. 현재 Jeff는 많은 시간을 하늘을 관찰하고 웹 사이트 Astro.Geekjoy를 유지하고 있습니다.
