<div style="text-align: left">1. 기본적인 전제 조건</div> <div style="text-align: left">'우주는 약 130억년전 빅뱅으로 부터 생성되어 계속해서 팽창하고 있다.' 이것이 전제조건입니다. </div> <div style="text-align: left"><br /></div> <div style="text-align: left">2. 우주는 '무엇으로' 팽창하고 있는가?<span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5"> </span></div> <div style="text-align: left"><br /></div> <div style="text-align: left"><img src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201307/PqQH5C4HeE4H97ToxKD2hRFYWeD.jpg" alt="expanding_universe.jpeg" style="border: none; width: 160px; height: 161px" id="image_0.6328025266993791" /></div> <div style="text-align: left">그런데 우주는 그 정의가 '존재하는 모든 것' 이죠. 그러한 우주가 팽창하고 있다는 것은 무엇인가로 팽창하고 있다는 이야깁니다. 그런데 모든 것인 우주가 어떻게 어딘가로 팽창할 수 있을까요? </div> <div style="text-align: left"><br /></div> <div style="text-align: left">3. 팽창하고 있다는 사실은 어떻게 아는가? </div> <div style="text-align: left"><img src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201307/azNcSr5F5HBd5Jn4wW4HocXoDskIOoHs.jpg" alt="redshift.jpg" id="image_0.6691672878805548" style="font-size: 9pt; line-height: 1.5; border: none; width: 160px; height: 100px" /></div> <div style="text-align: left">위의 질문을 답하기 전에 팽창하고 있다는 사실을 어떻게 아는지 부터 말씀드리겠습니다. </div> <div style="text-align: left">빛도 하나의 파장 입니다. (물론 이중성이 있습니다. 빛은 입자 즉 광자로서의 성질을 지니고 또한 파장으로서의 성질을 지닙니다. 다만 여기서는 광자로서의 성질보다는 파장으로서의<span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5"> 성질이 더 중요하기 때문에 파장이라고 한정적으로 해석하겠습니다.) </span></div> <div style="text-align: left">파장은 도플러 효과(Doppler effect)에 영향을 받는데 특히 파장이 길어지게 되면 적색편이(redshift)가 일어나게 됩니다.</div> <div style="text-align: left">그 중 특히 우리에게서 멀어지고 있는 물체 중 충분히 먼 물체 (몇 십만 광년 떨어진 물체)로부터는 항상 적색편이가 일어난다는 것을 관찰했습니다. 이를 우주론적 적색편이(cosmological redshift)라고 하며, 이것이 현재 우주가 팽창하고 있다는 주장에 대한 근거입니다. </div> <div style="text-align: left"><br /></div> <div style="text-align: left">4. 빛보다 빠르게 움직이는 물체 </div> <div style="text-align: left"><span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5"><br /></span></div> <div style="text-align: left"><span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5">적색편이가 얼마나 일어나고 있는가를 나타내는 값은 z 입니다. 그리고 z가 약 1.4라는 것은 빛을 낸 물체가 우리한테서 빛의 속도로 멀어지고 있음을 뜻합니다. </span><span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5">그런데 z가 약 8인 적색편이도 우리는 관찰하고 있죠. 즉 <font color="#ff0000">어떠한 물체들은 우리에게서 빛보다 빠른 속도로 멀어지고 있음을 우리는 관찰하고 있습니다</font>. 어떻게 빛보다 빠르게 멀어지는 물체에서 나온 빛을 우리는 볼 수 있는 것일까요? 그것은 그 물체가 빛보다 빨라지기 전에, 그 물체로부터 나온 빛이 우리에게 도착하고 있기 때문입니다. 이러한 물체가 우리보다 빛보다 빠른 속도로 멀어지기 전 시점까지 그 물체로부터 나온 빛이 우리에게 도달할 것이며, 이러한 물체는 점차적으로 희미해지다가 관찰이 불가능해지게 됩니다. </span></div> <div style="text-align: left"><span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5"><br /></span></div> <div style="text-align: left"><span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5">5. 우주의 끝 </span></div> <div style="text-align: left"><span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5"><br /></span></div> <div style="text-align: left">팽창하는 우주를 하나의 밀가루반죽이라고 생각하고 은하계 하나 하나를 거기에 박혀있는 건포도라고 생각했을 때 반죽을 굽기 시작하여 반죽이 고르게 퍼지기 시작하면, 모든 건포도들이 서로에게서 멀어지기 시작합니다. 건포와 건포도 사이의 공간 그 자체가 늘어지게 되는 것인데요. 우주도 이러한 방식으로 팽창하고 있다고 생각되고 있으며, 서로 먼 물체이면 물체일수록 더 빠르게 서로 멀어지게 됩니다. </div> <div style="text-align: left"> <div style="text-align: left"><img src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201307/7NjqM8lfVV.gif" alt="raisinbread.gif" style="border: none; width: 480px; height: 237px" id="image_0.5975272429641336" /></div><br /></div> <div style="text-align: left">그리고 그 속도가 빛보다 더 빨라질 수 있음을 우리는 확인 할 수 있죠. <font color="#ff0000">어느 이상 거리에 있는 물체는 따라서 우리는 관찰할 수 있는 방법이 없습니다</font>. 그들로부터 나온 빛이 우리에게 영원히 도달할 수 없기 때문입니다. 즉 우리는 우주의 끝을 관찰할 수 없습니다. </div> <div style="text-align: left"><br /></div> <div style="text-align: left">6. Seeing is believing but what if you can not see...? </div> <div style="text-align: left"><br /></div> <div style="text-align: left">우리는 우주의 끝이 있는지 알 수 있는 방법이 없습니다. 따라서 우주가 무한한지 유한한지 정확하게 결정을 내릴 수가 없죠. </div> <div style="text-align: left"><br /></div> <div style="text-align: left">6-1. 무한한 우주라면? </div> <div style="text-align: left"><span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5">이제 처음의 질문으로 돌아가 보겠습니다. 만약에 우주가 무한하다면, 팽창은 일어나고 있지만 끝이 없기 때문에 어디로 팽창하고 있느냐는 의미가 없는 질문이게 됩니다. 예를 들어서 설명해보겠습니다. </span></div> <div style="text-align: left"><span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5">1.2.3.4.5.6.7...무한대인 수열에 각 항에 2를 곱해주게 되면 </span></div> <div style="text-align: left"><span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5">2.4.6.8.10.12.14...무한대이게 되면서 </span></div> <div style="text-align: left"><img src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201307/Rg4NU3cbZCSSanPI1pnzN73Fs2ybM.jpg" alt="univexpand.jpg" id="image_0.7275584705639631" style="font-size: 9pt; line-height: 1.5; border: none; width: 160px; height: 108px" /></div> <div style="text-align: left"><span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5">각 항마다의 거리가 커지게되며, 원래 차이가 컸던 항일 수록 (1-2, 1-3 --> 2-4, 2-6)더 빠르게 그 차이가 커지게 됩니다. </span></div> <div style="text-align: left"><span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5">이렇게 공간 그 자체가 늘어나게 되면서 항 즉 은하계 간의 거리는 벌어질 수 있지만, 무한대에 2를 곱해도 무한대일 뿐 무한대 그 자체에는 아무런 변함이 없고 끝은 존재하지 않기 때문에, <font color="#ff0000">팽창의 경계면에 대한 질문은 의미가 없습니다. </font></span></div> <div style="text-align: left"><span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5"><br /></span></div> <div style="text-align: left"><span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5">6-2. 유한한 우주라면? </span></div> <div style="text-align: left"><span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5">그런데 만약에 유한한 우주라면? 여전히 그래도 어떠한 것이 물질이라는 것은 그것이 질량과 부피를 지니고 있다는 것이기 때문에 공간 그 자체인 우주를 벗어나 존재한다는 것은 </span><span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5">불가능합니다. 또한 앞서 말씀드렸다시피 우주의 끝은 현재로선 관찰한 방법이 없으며, 우주는 무한하거나, 혹은 어떠한 방식으로 자기자신과 다시 연결되고 있다고 생각되고 있습니다. 그럼에도 불구하고도 우주가 유한하다면, 우주의 바깥에 무엇이 있느냐는 알 수 있는 방법이 없습니다. 존재하지 않는 공간에 있는 것과 인터렉션을 할 수 있는 방법이 없기 때문입니다. 따라서, <font color="#ff0000">현재로서는 우주가 무엇으로 팽창하고 있는지 알 수 없습니다.</font> </span></div> <div style="text-align: left"><span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5"><br /></span></div> <div style="text-align: left"><span style="font-size: 9pt; line-height: 1.5">최종적인 답변은, '의미가 없는 질문이거나, 혹은 현재로서는 알 수가 없다' 입니다.  </span></div> <div style="text-align: left"><br /></div> <div style="text-align: left"><br /></div><br />