세 번째로, 마지막으로 Cosmology 101의 설치에 다시 오신 것을 환영합니다. 지금까지 우리는 우주의 역사를 현재 시점까지 다루었습니다. 그러나 다음에 어떤 일이 발생합니까? 우리 우주는 어떻게 끝날까요? 그리고 이것이 어떻게 이야기가 전개되었는지를 어떻게 확신 할 수 있습니까?
로버트 프로스트 (Robert Frost)는 다음과 같이 썼다. 어떤 사람들은 얼음으로 말합니다.” 마찬가지로 일부 과학자들은 우주가 극적인 대격변으로 죽을 수도 있고“큰 찢기”또는“큰 위기”또는 더 느리고 점진적인“큰 동결”이라고 추측했습니다. 우리 우주의 궁극적 운명은 그 모양과 관련이 있습니다. 우주가 안장처럼 열려 있다면 과 암흑 에너지의 에너지 밀도는 제한없이 증가하고, 우주의 팽창 속도는 결국 너무 커져서 원자조차도 찢어 질 것입니다. 반대로, 구체처럼 우주가 닫힌다면 과 중력의 힘은 암흑 에너지의 영향을 넘어 섰으며, 우주의 바깥 쪽 팽창은 결국 멈추고 거꾸로되어 큰 위기에 처하게됩니다.
그러나 불의 시적 아름다움에도 불구하고, 현재의 관측은 우리 우주에 대한 결말, 즉 큰 동결을 선호합니다. 과학자들은 우리가 암흑 에너지의 존재로 인해 확장이 가속화되는 공간적으로 평평한 우주에 살고 있다고 믿는다. 그러나 코스모스의 총 에너지 밀도는 소위“임계 밀도”보다 작거나 같을 가능성이 크므로 빅 리핑은 없습니다. 대신 우주의 내용물은 결국 엄청나게 멀어지면서 열과 에너지 교환이 중단됩니다. 우주는 최대 엔트로피 상태에 도달했을 것이며, 어떤 생명도 생존 할 수 없을 것입니다. 우울하고 약간의 절정? 혹시. 그러나 우주가 현재 나이의 적어도 두 배가 될 때까지는 아마도 지각 할 수 없을 것입니다.
이 시점에서 당신은“우리가이 모든 것을 어떻게 알 수 있습니까? 그저 모든 것이 터무니없는 추측입니까?” 우선, 우리는 우주가 팽창하고 있다는 것을 의심 할 여지가 없습니다. 천문학적 관측은 먼 별들로부터의 빛이 항상 우리에 비해 적색 편이됨을 일관되게 보여줍니다. 즉, 우주의 팽창으로 인해 파장이 늘어났다. 이것은 당신이 시계를 되 감을 때 두 가지 가능성으로 이어집니다. 확장 우주는 항상 존재하고 나이가 무한하거나 과거의 특정 시간에 더 작은 버전에서 확장되기 시작하여 나이가 고정되어 있습니다. 오랫동안 스테디 스테이트 이론의 지지자들은 이전의 설명을지지했습니다. Arno Penzias와 Robert Wilson이 1965 년 우주 마이크로파 배경을 발견하기 전까지는 빅뱅 이론이 우주의 기원에 대해 가장 잘 알려진 설명이되었습니다.
왜? 우리의 우주만큼 큰 것은 완전히 식는 데 꽤 오랜 시간이 걸립니다. 실제로 우주가 빅뱅 이론이 예측하는 일종의 물집 에너지로 시작했다면 천문학 자들은 오늘날에도 여전히 남은 열을 보게 될 것입니다. 그리고 그들은 : 하늘의 모든 지점에서 균일 한 3K 광선이 고르게 분산됩니다. 뿐만 아니라 WMAP 및 기타 위성은 CMB에서 빅뱅 이론에 의해 예측 된 양자 변동의 초기 스펙트럼과 정확히 일치하는 작은 불균일성을 관찰했습니다.
또 뭐요? 우주에서 상대적으로 풍부한 빛 요소를 살펴보십시오. 우주의 어린 시절의 처음 몇 분 동안, 주변 온도는 핵융합이 일어나기에 충분히 높았습니다. 열역학의 법칙과 바론 (즉, 양성자와 중성자)의 상대 밀도는 현재 중수소 (중수소), 헬륨 및 리튬이 얼마나 많이 형성 될 수 있는지를 함께 결정합니다. 결과적으로 현재 우주에는 별 중심의 핵 합성에 의해 생성 된 것보다 훨씬 많은 헬륨 (25 %!)이 있습니다. 한편 빅뱅 이론에 의해 가정 된 것과 같은 뜨거운 초기 우주는 정확한 과학자들이 Space Magazine에서 관찰 한 빛의 비율
그러나 더 많은 것이 있습니다. 우주에서 대규모 구조의 분포는 CMB에서 관찰 된 이방성을 기반으로 매우 잘 매핑 될 수 있습니다. 더욱이 오늘날의 대규모 구조는 역동적이고 진화하는 우주를 암시하는 높은 적색 편이의 구조와 매우 다르게 보입니다. 또한 가장 오래된 별의 시대는 빅뱅 이론에 의해 주어진 우주의 나이와 일치하는 것으로 보입니다. 다른 이론과 마찬가지로 수평선 문제 또는 편평 문제 또는 암흑 에너지 및 암흑 물질의 문제와 같은 약점을 가지고 있습니다. 그러나 전반적으로 천문학적 관측은 빅뱅 이론의 예측과 경쟁 아이디어보다 훨씬 더 가깝습니다. 그 변화가 있기 전까지는 빅뱅 이론이 여기에있는 것처럼 보입니다.
