스스로 산산조각 나는 우주?

2015년 8월 6일   정 용재 에디터

우주가 유체일 수도 있다는 모델이 제기되었습니다.

은하계가 유체입자처럼 우주 전역에 흘러 들어와

점성율과 같은 새로운 성질을 띄고 있습니다.

출처: iflscience


inside the orion nebular

사진 출처: NASA


<Physical Review D>에서 발표된 논문의

첫 번째 저자인 마르셀로 디스콘지

우리가 평소 알고 있던 점성율과는 달리

유체의 팽창과 수축 정도를 계량하는 ‘체적 점성

(유체의 단위 질량당의 체적의 시간적 변화에

비례하여 체적 변화를 방해하는 압력)’을 이용하여

우주의 새로운 성질을 탐구하고 있습니다.




우주를 유체로 간주하던 과거 모델들은

우주는 점성율이 없는 이상적인 유체라고

주장하고 있습니다. 하지만 이 모델들은 항상

우주 속의 물질은 물리학 법칙을 따르지 않고

빛의 속도보다 훨씬 더 빠른 속도로 이동할 수도

있다는 추측뿐이었습니다. 하지만 디스콘지는

그들은 완전 틀렸으며 빛의 속도를

따라잡을 수 있는 것은 존재하지 않는 다는 것이

이미 증명이 되었다고 했습니다.

그 후 그와 몇몇 수학자들은 물리학 법칙을

따르지만 점성율이라는 성질을 띄는

우주의 모델을 만들었습니다.

결과는 아주 놀라웠는데 “빅 립”이라고 불리는

가설, 즉 우주의 밀도가 점점 낮아지면

우주의 온도도 낮아지고 결국 우주가 찢어지며

사라진다는 가설이 미래에 일어난다는

이었습니다. 두 개의 은하계가 있다면

시공간 구조가 팽창하기 때문에

서로 밀어내는 힘으로 인해 멀어집니다.

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사진 출처: Jeremy Teaford-Vanderbilt University





팽창 속도가 점점 빨라지면서 그들이 더욱더 빨리

멀어져 갈 것입니다. 이 이론에 따르면

시공간 구조는 궁극적으로 빛의 속도보다 빠르게

팽창할 것입니다. 즉 별과 별, 행성과 행성,

은하와 은하가 서로 끌어당기는 우주 중력보다

서로 밀어내는 힘인 우주 팽창을 가속화 하는

에너지인 암흑 에너지 때문에

우주가 빛의 속도보다 빨리 팽창할 수 있어

서로에게 도달하지 못한다는 것입니다.

이 추세는 지속적으로 이어질 것이면 궁극적으로

시공간이 팽창하는 속도가 가져오는 위력이

원자핵자들 사이에 작용하는 힘인 강력 핵력 보다

훨씬 더 파괴력이 있을 것이라고 합니다.

만약 이 이론이 정확하다면 우리 우주는

약 220억년 후에 빅립으로 인해 은하들이 파괴되고

태양계가 폭발 분열된 후 지구가 폭발하고

그 다음 원자들이 깨져 우주가 사라진다고 합니다.

물리학 교수인 로버트 쉐러에 의하면

이전에 있었던 점성율을 이용한 모델으로는

빅립이 불가능 하였지만 이 새로운 모델에는

점성율이 우주를 극단적인 상태로 이르게끔

한다고 합니다.

상대 점성율을 이용한 이 우주 모델은

오직 펜과 종이를 이용하여 분석된 것이기 때문에

복잡한 자료들을 분석하기 위해선 컴퓨터를 이용해

우주를 더 관찰해 모델의 결론을 검증해야 합니다.