우주의 기원과 운명(제8단락)ㅡ스티브 호킹

허블 망원경보다 성능이 100배 강력한 '제임스 웹' 우주망원경이 아리안5호 로켓에 실려 우주로 힘차게 치솟습니다. 제임스 웹(우주망원경)이 우주 탄생의 과거로 향하는 여정을 시작했습니다.웹 망원경은 우주탄생 초기 형성된 멀리 떨어진 은하에 민감하게 반응하므로 우주 기원 파악에 근접한 셈입니다(2021.12)

 

아인슈타인의 일반 상대성 이론은, 그 이론 자체에 의하면, 시공이 빅뱅 특이점에서 시작되어서

빅크런치 특이점(만약 우주 전체가 재붕괴한다면)이나

블랙홀 속에 들어 있는 특이점(별과 같은 국부적인 영역이 붕괴한다면)에서 종말을 맞이할 것이라고 예견했습니다.

 

과연 양자역학은 빅뱅과 빅크런치 특이점에 대해서도 그와 똑같은 극적인 효과를 발휘할 것인가?

중력장이 워낙 강해서 양자효과를 무시할 수 없는 우주의 극히 초기 단계나 후기 단계에서는

정말로 어떠한 일이 일어날것인가?

실제로 우주에는 시작이나 끝이 있는가?

만약 그렇다면, 그것은 어떠한 모습일 것인가?

 

지구도 처음에는 아주 뜨거웠고 대기(大氣)를 포함하고 있지 않았습니다.

시간이 흐르면서 지구는 차츰 냉각되었고, 암석에서 분출되는 가스로부터 대기가 형성됩니다.

원시 대기 속에서는 살 수 없었을 것입니다.

그 속에는 산소가 없었고, 황화수소(달걀 썩는 냄새가 나는 기체)처럼 인간에게 해로운 기체들이 포함되어 있었죠.

 

이러한 조건들 아래에서도 번성할 수 있는 다른 형태의 원시 생명체들이 있었습니다.

아마도 이 생명체들은 바다 속에서 원자들이 우연히 결합함으로써 거대분자라고 부르는 더 큰 구조를

형성한 결과 발전한 것으로 생각됩니다.

 

이 분자들은 바다 속에 있는 다른 원자들을 모아서 비슷한 구조를 만들 수 있었습니다.

그들은 이런 식으로 스스로를 재생산하고 증식할 수 있었을 것입니다.

복제과정에서 때로는 실수가 일어났을 수도 있었습니다. 

실수로 탄생한 새로운 거대분자들은 대부분 스스로를 복제할 수 없어서 결국 소멸되고 말았을 것입니다.

 

그러나 그 중 몇몇 실수는 복제능력이 오히려 더 뛰어난 새로운 거대분자를 탄생시키기도 했을 것입니다.

이렇게 태어난 거대분자들은 생존에 유리해져서 원래의 거대분자들을 대체하게 되었을 것입니다.

이런 식으로 진화과정이 시작되었고, 점차 복잡한 자기-복제 유기체들이 발생하게 되었습니다.

 

최초의 원시 생명체들은 황화수소를 포함해서 여러 가지 물질을 섭취하고 산소를 방출했습니다.

이 과정이 점차 대기의 조성을 오늘날과 같이 변화시켰고 어류, 파충류, 포유류 그리고 궁극적으로 

인류와 같은 보다 고등한 생명체의 발달을 가능하게 했습니다.

 

 

우주의 영역 속에는 자그마치 약 10의 80승이나 되는 입자들이 존재합니다.

그 많은 입자들은 도대체 어디에서 온 것들일까요?

양자역학에 따르면, 이 물음에 대한 답은 입자들이 입자와 반입자 쌍의 형태로 에너지에서 생성될 수 

있다는 것입니다.

그러나 그 답은 다시 에너지는 어디에서 왔는가?라는 물음을 야기시킵니다.

 

우주의 총에너지는 정확히 0 이라는 것이 그 답입니다.

우주속의 물질은 양(+)의 에너지에서 만들어진다.

그러나 물질은 모두 중력에 의해서 서로를 끌어당기고 있다.

 

서로 근접해 있는 두 물질은 멀리 떨어져 있는 두 물질에 비해서 적은 에너지를 가집니다.

서로 끌어당기는 중력을 거스러서 두 물질을 멀리 떼어놓으려면 에너지가 들어가기 때문이다.

따라서 어떤 의미에서 중력장은 음(-)의 에너지를 가진다.

 

공간적으로 거의 균일한 우주의 경우, 우리는 이 음(-)의 중력에너지가 물질에 의해서 나타나는

양(+)의 에너지와 정확히 상쇄된다는 것을 입증할 수 있다.

따라서 우주의 총에너지는 0인 것이다.

 

우주의 미래에는 어떤일이 일어날까요?

우주의 팽창이 계속되고 현재의 형태를 유지한다면, 결국 가장 가까운 은하를 제외한 모든 은하가

우주의 팽창에 의해 우리의 관측 가능한 우주가 중력으로 묶인 국부 은하단으로 제한될 정도로

빠른 속도로 우리에게서 멀어지게 될 것이다.모든 은하 c. 로컬 그룹의 47개는 하나의 은하로 합쳐질 것입니다.

 

우주의 끝에서 무슨 일이 일어날까요?

수조-수천억-년 후, 우주는 별이 태어나는 것을 멈추고 가장 장수한 항성조차도 점차적으로 죽기 때문에

별의 시대가 끝날 것이다. 이 외에도 우주의 모든 물체는 냉각되고 점진적으로 구성 입자로 다시 분해된 다음

다양한 가능한 과정에 의해 아원자 입자, 매우 낮은 수준의 광자 및 기타 기본 입자들로 분해된다.

 

우주의 두 가지 가능한 운명은 무엇입니까?

1: 미래에 우주는 역빅뱅으로 붕괴될 것입니다. 

2: 우주의 운명은 어둠의 힘에 달려 있습니다.

 

우주의 중심에는 무엇이 있습니까?

우주의 모든 은하 중심에는 초거대질량 블랙홀이 있습니다. 

빅뱅 이후 약 XX억년 후, 최초의 별이 태어나고 합쳐져 스스로 회전하는 몸을 형성했습니다.

 

세상에는 몇 개의 우주가 있습니까?
외계행성이라고도 하는 태양계 외부에 위치한 행성의 발견은 

우주에 존재하는 생명체의 징후에 대한 연구에 기여합니다.

 

우주가 출발점을 가지고 있는 한, 우리는 창조자가 있다고 상상할 수 있습니다.

그러나 만약 진정한 의미에서 완전히 자기-충족적이고 어떠한 경계나 가장자리도 가지고 있지 않다면,

그 우주에는 시작도 끝도 없을 것입니다.