宇宙

허블 울트라 딥 필드 이미지는 現在의 技術로 볼 수 있는 가장 먼 銀河 들 中 一部를 보여준다(대각선이 달의 겉보기 直徑의 ~1/10) [1]
나이 ( ΛCDM 模型 )	137.87 ± 0.20億年 [2]
直徑	未詳 [3] . 觀測 可能한 宇宙 의 直徑: 8.8 x 10 26 m (28.5 G pc 또는 930億 光年 ) [4]
質量 (一般 物質)	最小 10 53 kg [5]
平均 密度 ( 에너지 包含)	9.9 x 10 -27 kg/m 3 [6]
平均 溫度	2.72548 K (-270.4 °C or -454.8 °F) [7]
主 內容物들	一般(重粒子) 物質 (4.9%) 暗黑 物質 (26.8%) 暗黑 에너지 (68.3%) [8]
模樣	4‰ 誤差 範圍로 平平함 [9]

宇宙 는 行星 들, 별 들, 銀河 들 및 其他 모든 形態의 物質 과 에너지 를 包含하여 모든 空間 과 時間 ^{[노트 1]} 및 그 內容物이다. ^[10] 大爆發(빅뱅) 理論 은 宇宙의 發達에 對한 支配的인 宇宙論的 技術이다. 이 理論에 따르면, 空間과 時間은 137.87 ± 0.20億年 前에 함께 생겨났고, ^[11] 또한 宇宙는 大爆發(빅뱅) 以後 繼續 膨脹해 왔다. 全體 宇宙의 空間的 크기는 알 수 없지만, ^[3] 觀測 可能한 宇宙 의 크기를 測定하는 것은 可能하며, 그것은 오늘날에는 直徑이 大略 1兆 光年 이다.

宇宙의 初期 宇宙論的 模型 들은 中 一部는 古代 그리스人 과 印度 哲學者 들에 依해 開發되었으며 또한 地球 를 中心에 두는 地球中心的 이었다. ^{[12] [13]} 數世紀들에 걸쳐, 보다 正確한 天文 觀測들은 니콜라우스 코페르니쿠스 가 太陽 이 太陽系 의 中心에 있는 太陽中心的 模型 을 開發하도록 이끌었다. 萬有引力의 法則 을 開發하면서, 아이작 뉴턴 은 코페르니쿠스의 硏究뿐만 아니라 요하네스 케플러 의 行星의 運動法則 과 티코 브라헤 의 觀測들을 基盤으로 했다.

追加的인 觀測的 改善들로 因해 太陽은 우리銀河 에 있는 數千億 個의 별들 中 하나이며, 그것은 觀測可能한 宇宙에서 數千億 個의 銀河들 中 하나라는 事實이 밝혀졌다. 銀河의 많은 별들은 行星 들을 가지고 있다. 또한, 現在 觀測된 바로는 觀測 可能한 宇宙의 大部分의 별들은 雙星을 이루고 있으며, 이런 點에서 太陽은 특별한 存在이다. 가장 큰 規模에서는 , 銀河들은 均一하게 分布되어 있으며 또한 모든 方向으로도 같으며, 이는 宇宙가 가장자리도 中心도 없다는 것을 意味한다. 더 작은 規模에서는, 銀河團 들과 空間에 巨大한 필라멘트 와 巨視共同 을 形成하는 超銀河團 들으로 分布되어, 한 巨大한 거품 같은 構造를 形成한다. ^[14] 20世紀 初의 發見들은 宇宙에 한 始作이 있었고 그 以後로 宇宙가 增加하는 速度로 ^[15] 空間이 膨脹해 왔음 을 示唆했다. ^[16]

大爆發 理論(빅뱅 理論)에 따르면, 처음에 存在하는 에너지와 物質은 宇宙가 膨脹함에 따라 密度가 낮아졌다. 約 10 ^-32 秒에 急膨脹 時代 라고 불리는 初期 加速 膨脹, 그리고 알려진 네 가지 基本 힘 의 分離 以後, 宇宙는 漸次 冷却되고 繼續 膨脹하여, 最初의 아원자 粒子 들과 單純한 原子 들이 形成되었다. 暗黑物質이 漸次 모여서, 重力 의 影響아래 필라멘트 들과 巨視共同 들의 한 거품 -같은 構造를 形成했다. 水素 와 헬륨 으로 이루어진 巨大한 구름들은 漸次 暗黑 物質이 가장 高密度人 場所들로 끌려가면서, 오늘날 볼 수 있는 最初의 銀河들, 별들, 그리고 다른 모든 것들을 形成했다.

銀河들의 運動을 硏究한 結果, 宇宙는 보이는 物體가 說明하는 것보다 훨씬 더 많은 物質 을 包含下語 있다는 것이 發見되었다; 별들, 銀河들, 星雲들 및 性間 가스. 이 보이지 않는 物質은 暗黑 物質로서 알려져 있다. ^[17] ( 暗黑 은 그것이 存在한다는 强力한 情況證據 가 廣範圍하게 있지만, 우리는 아직 그것을 直接的으로 發見하지 못했다는 것을 意味힌다.) ΛCDM 模型 은 가장 널리 받아들여지는 宇宙의 模型이다. 그것은 宇宙의 質量과 에너지의 約 69.2% ± 1.2%는 宇宙 膨脹의 加速을 擔當하는 暗黑 에너지 이고, 또한 約 25.8% ± 1.1%는 暗黑物質 임을 示唆한다. ^[18] 一般(' 重粒子 ') 物質은 따라서 物理的 宇宙의 4.84% ± 0.1%에 不過하다. 별, 行星 및 可視的인 가스 구름은 一般 物質의 約 6%만을 形成한다. ^[19]

宇宙의 窮極的 運命 과 또한 大爆發(빅뱅) 以前에는. 어떤 것이 있었다면, 무엇이 있었는지에 對한 많은 競爭的인 假說들이 있는 反面, 다른 物理學者들과 哲學者들은 以前 狀態에 對한 情報에 언제 接近할 수 있을지 疑心하며 推測하기를 拒否한다. 一部 物理學者들은 다양한 多重 宇宙 假說들을 提案하는데, 거기서는 우리 宇宙가 비슷하게 存在하는 많은 宇宙들 中 하나일 수 있다. ^{[3] [20] [21]}

시리즈의 一部
物理 宇宙論
大爆發(빅뱅)   · 宇宙 宇宙의 나이 宇宙의 歷史
初期 宇宙 急膨脹   · 核合成 背景 重力波 (GWB) 마이크로파 (CMB)   · 中性微子 (CNB)
宇宙의 膨脹  · 未來 허블-르메트르 法則   · 赤色편이 空間의 메트릭 膨脹 FLRW 計量   · 프리드만 方程式 非均質的 宇宙論 膨脹하는 宇宙의 馬來 宇宙의 終末
成分  · 救助 成分 ΛCDM 模型 暗黑 에너지   · 暗黑 流體   · 暗黑 物質 救助 宇宙의 模樣 銀河 필라멘트   · 銀河 形成 巨大퀘이사群 宇宙 巨大構造 再電離   · 構造 形成
實驗 BHI BOOMERanG 宇宙背景 探査船 (COBE) 暗黑 에너지 探査 일러스트리스 프로젝트 플랑크 (人工衛星) 슬론 디지털 全天探査 (SDSS) 2dF 銀河 赤色편이 探査 ("2dF") 윌킨슨 마이크로파 非等方性 探索機 (WMAP)
科學者 街모프   · 갈릴레오   · 구스   · 뉴턴   · 더시터르   · 딕   · 르메트르   · 매더   · 바라드와즈   · 루빈   · 수냐에프   · 純체프   · 슈밋   · 스무트   · 아론슨   · 아인슈타인   · 알벤   · 앨퍼   · 엘러스   · 엘리스   · 윌슨   · 젤圖비치   · 케플러   · 코페르니쿠스   · 톨먼   · 펜로즈   · 펜지어스   · 프리드만   · 허블   · 호킹 宇宙論者 目錄
主題 歷史 宇宙 마이크로파 背景 複寫의 發見(Discovery of CMBR) 大爆發 理論의 歷史(History of the Big Bang) 大爆發理論의 宗敎的 解釋 宇宙論 年表
分類 天文學 포털
v t e

正義 [ 編輯 ]

物理的 宇宙는 모든 空間 과 時間 ^{[노트 1]} (總稱하여 時空間 으로 指稱되는)과 그 內容으로 定義된다. ^[10] 이러한 內容物들은 다양한 形態들의 에너지로 構成되는데, 그것들은 電子기복사 및 物質 , 따라서 行星들, 衛星 들, 별들, 銀河들 및 銀河間 空間(intergalactic space) 의 內容物들을 包含한다. ^{[22] [23] [24]} 宇宙는 또한 保存 法則 , 古典力學 , 相對性 理論 과 같이 에너지와 物質에 影響을 미치는 物理 法則들을 包含한다. ^[25]

宇宙는 種種 "存在의 總體" 또는 存在하는 全部 , 存在한 모든 것, 그리고 存在할 모든 것으로 定義된다. ^[25] 事實, 一部 哲學者들과 科學者들은 宇宙의 正義에 아이디어와 抽象的인 槪念들―數學科 論理와 같은―을 包含하는 것을 支持한다. ^{[26] [27] [28] [29]} 宇宙 라는 單語는 또한 코스모스 , 世界 및 自然 과 같은 槪念들을 가리키도 한다. ^{[30] [31]}

어원 [ 編輯 ]

宇宙(universe) 라는 單語는 古代 프랑스語 univers 에서 派生되었으며, 이는 次例로 라틴語 universum 에서 派生되었다. ^[32] 라틴語 單語는 카케로 와 以後의 라틴語 作家들이 現代 英語 單語와 同一한 意味로 使用했다. ^[33]

同義語들 [ 編輯 ]

피타고라스 以後로 古代 그리스 哲學者들 사이에서 宇宙 에 對한 用語는 모든 物質과 모든 空間으로 定義된 τ? π?ν(to pan) '모든 것'과 τ? ?λον(to holon) '모든 것'으로, 반드시 빈 空間(void)을 包含하지는 않았다. ^{[34] [35]} 또 다른 同義語는 ' 世界 , 코스모스 '를 意味하는 ? κ?σμο?(ho kosmos)였다. ^[36] 同義語는 라틴語 著者들( totum, mundus, natura ) ^[37] 에서도 發見되며 現代 言語(예: 獨逸語 單語 Das All, Weltall 및 宇宙 에 對한 Natur )에도 存在한다. 全部( 萬物의 理論 에서와 같이), 코스모스( 宇宙論 에서와 같이), 世界( 多世界 解釋 에서와 같이) 및 自然 ( 自然 法則 또는 自然 哲學 에서와 같이)과 같은 同一한 同義語들이 英語에서 發見된다. ^[38]

年代記 및 大爆發(빅뱅) [ 編輯 ]

宇宙의 進化에 對한 支配的인 模型은 大爆發(빅뱅) 理論이다. ^{[39] [40]} 大爆發 模型은 宇宙의 初期 狀態가 極度로 뜨겁고 高密度人 狀態였으며, 또한 宇宙는 以後 膨脹했고 또한 冷却되었다고 陳述한다. 이 模型은 一般 相對性理論 과 空間의 均質性 및 等方性 과 같은 單純化한 假定을 基盤으로 한다. ΛCDM 模型 으로 알려진, 宇宙常數 (람다)와 차가운 暗黑物質이 있는 模型 버전은 宇宙에 對한 다양한 觀測들을 合理的으로 잘 說明하는 가장 單純한 模型이다. 大爆發 模型은 거리와 相關關係와 銀河들의 赤色편이 , 헬륨에 對한 水素 原子들 數의 比率, 및 마이크로파 輻射 背景과 같은 觀測들을 說明한다.

初期의 뜨겁고 高密度人 狀態를 플랑크 時代 라고 불리는데, 이 時期는 0時부터 大略 10 ^-43 초의 플랑크 時間 單位로 이루어진 짧은 期間이다. 모든 類型들의 物質과 모든 類型들의 에너지가 한 高密度人 狀態로 集中되었으며, 또한 重力 ―現在 알려진 네 가지 힘들 中 가장 弱한―은 다른 基本 힘만큼 剛했으며, 또한 모든 힘은 統一되었던 것으로 믿어진다. 이 初期를 支配하는 物理學은 (플랑크 時代의 兩者 重力 을 包含하여) 理解되지 않았기 때문에, 우리는 英詩 以前에 어떤 일이 일어났는지 말할 수 없다. 플랑크 時代 以後로, 宇宙는 現在의 規模로 膨脹 해 왔으며, 처음 10 ^-32 秒 以內에 發生한 것으로 推定되는 매우 짧지만 强烈한 宇宙 急膨脹 期間이 함께 한다. ^[41] 이것은 오늘날 우리 周邊에서 볼 수 있는 것과는 다른 種類의 膨脹이었다. 空間의 客體는 物理的으로 移動하지 않고 代身 空間을 定義하는 ' 거리 函數 '가 變更되었다 時空間의 物體는 빛의 速度 보다 빠르게 움직일 수 없지만, 이 制限은 時空間 自體를 支配하는 距離 函數에는 適用되지 않는다. 이 急膨脹의 初期 期間은 왜 宇宙가 매우 平平하게 보이고, 또한 宇宙 始作 以後 빛이 旅行할 수 있는 것보다 훨씬 더 커진 理由를 說明하려고 했다.

宇宙 存在의 몇분의 1秒 안에, 네 가지 基本 힘들은 分離되었다. 宇宙가 想像할 수 없을 程度로 뜨거운 狀態로부터 繼續 冷却함에 따라, 쿼크時代 , 强粒子時代(hadron epoch) 및 렙톤時代(lepton epoch) 로 알려진 다양한 類型의 아원자 粒子 들은 짧은 時間 內에 形成될 수 있었다. 함께, 이 時代들은 大爆發 以後 10秒 未滿의 時間을 包含한다. 이러한 基本 粒子 들은 安定한 陽性子 들과 中性子 들을 包含하여, 훨씬 더 큰 組合으로 安定的으로 結合되었고, 그것들은 核融合 을 통해 더 複雜한 原子核 을 形成했다. 이 過程은, 大爆發 核合成 으로 알려졌는데, 團地 約 17分 동안만 持續되었고 또한 大爆發 後 約 20分 동안 終了되었으므로, 가장 빠르고 簡單한 反應들만 發生했다. 宇宙에 있는 陽性子와 모든 中性子의 約 25%가, 質量 基準으로, 少量의 重水素 ( 水素 의 한 形態 )와 微量의 리튬 과 함께 헬륨 으로 變換되었다. 어떤 다른 모든 元素 는 매우 적은 量만 形成되었다. 다른 75%의 陽性子는 影響을 받지 않고 水素 核들로 남아 있다. ^{[42] [43] :27-42}

核合成이 끝난 後 宇宙는 光子時代(photon epoch) 로 알려진 時期에 들어섰다. 이 期間 동안에는, 宇宙는 如前히 物質이 中性 原子들을 形成하기에는 너무 뜨거워서, 그것은 陰電荷를 띤 電子 들, 中性의 中性微子 들 및 量의 核들로 構成된 한 뜨겁고, 高密度人, 안개가 자욱한 플라즈마 를 包含하고 있었다. 約 377,000年 後, 宇宙는 電子들과 核들이 最初의 安定한 原子 들을 形成할 수 있을 만큼 充分히 冷却되었다. 이것은 歷史的 理由로 再結合 으로 알려져 있다; 事實 電子들과 核들은 처음으로 結合하고 있었다. 플라즈마와 달리, 中性 原子들은 많은 波長 의 빛에 透明 하므로, 처음으로 宇宙도 透明해졌다. 이러한 原子가 形成될 때 放出된(" 디커플링된 ") 그 光子들은 오늘날에도 如前히 볼 수 있다; 그들은 宇宙 마이크로파 背景 (CMB)을 形成한다. ^{[43] :15-27}

宇宙가 膨脹함에 따라, 光子의 에너지는 波長에 따라 減少하기 때문에 電磁氣 複寫 의 에너지 密度 는 物質 의 에너지 密度보다 더 빠르게 減少한다. 約 47,000年頃에, 物質의 에너지 密度 는 光子들과 中性微子 들의 에너지 密度보다 커져서 宇宙의 大規模 擧動을 支配하기 始作했다. 이것은 複寫-支配 時代 의 끝과 物質-支配 時代 의 始作을 나타냈다. ^[44]

宇宙의 初期 段階들에서, 宇宙의 密度 內의 작은 搖動들은 暗黑物質 의 濃縮 들을 漸次 形成하기에 이르렀다. 重力 에 依해 이것들에 끌어당겨지는, 一般 物質은 큰 가스 구름들을 形成하고 또한 結局에는, 暗黑物質이 가장 密度가 높은 곳에서, 별 들과 銀河들을 形成하고, 또한 가장 密度가 낮은 곳에서 巨視共同 들을 形成했다. 約 1億 ~ 3億 年 後에, 種族 III 별들로 알려진 最初의 별들이 形成되었다. ^{[44] :333} 이것들은 아마도 매우 巨大하고, 빛나고, 卑金屬 城이며 또한 短命했을 것이다. 그들은 約 2億 ~ 5億 年에서 10億 年 사이에 宇宙의 漸進的인 再이온化 와 또한 恒星 核合成 을 통해서 헬륨보다 무거운 元素들로 宇宙에 씨를 뿌리는 것을 擔當했다. ^[45] 宇宙는 또한 暗黑 에너지 라고 하는 神祕한 에너지―아마도 스칼라長 일 수도 있음―가 包含하고 있는데, 그 密度는 時間이 지나도 變하지 않는다. 約 98億 年 後, 宇宙는 物質의 密度가 暗黑 에너지의 密度보다 낮을 程度로 充分히 膨脹하여, 現在의 暗黑 에너지-支配時代 의 始作을 나타냈다. ^[46] 이 時代에는, 暗黑 에너지로 인해 宇宙의 膨脹은 加速化 하고 있다.

物理的 特性들 [ 編輯 ]

네 가지 基本 相互作用 들 中 重力 은 天文學的 길이 規模에서 支配的이다. 重力의 效果는 累積된다; 對照的으로, 陽과 음 의 殿下들의 效果는 서로 相殺되는 傾向이 있어서, 電磁氣學을 天文學的 길이 尺度들에서는 相對的으로 重要하지 않게 만든다. 나머지 두 相互作用들, 卽 弱한 核力 과 强한 核力 은 距離에 따라 매우 빠르게 減少한다; 그들의 效果들은 主로 아원자 길이 縮尺에 局限된다. ^{[47] :1470}

宇宙에는 反物質 보다 훨씬 더 많은 物質 이 있는 것으로 보이며, 이는 아마도 CP 違反 과 關聯된 어떤 非對稱일 수 있다. ^[48] 物質과 反物質 사이의 不均衡은 오늘날 存在하는 모든 物質의 存在에 部分的으로 責任이 있는데, 그것은 物質과 反物質이, 萬一 大爆發(빅뱅) 에서 同等하게 生成되었다면, 서로를 完全히 소멸시키고 그것들의 相互 作用의 結果로 光子 들만을 남겼을 것이기 때문이다. ^[49] 宇宙는 또한 순 運動量 이나 角運動量 을 갖고 있지 않은 것으로 보이며, 그것은 萬一 그 宇宙가 有限하다면 許容되는 物理 法則들을 따른다. 이 法則들은 가우스의 法則 과 應力-에너지-運動量 類似텐서(stress?energy?momentum pseudotensor) 의 非發散이다. ^[50]

크기 및 領域들 [ 編輯 ]

一般 相對性理論에 따르면, 空間 의 먼 領域들은 有限한 빛의 速度 와 持續的인 宇宙膨脹 으로 인해 宇宙의 一生 동안에도 우리와 決코 相互 作用하지 않을 수 있다. 例를 들어, 地球 에서 보낸 無線 메시지는 宇宙가 永遠히 存在하더라도 宇宙의 一部 領域에 決코 到達하지 못할 수 있다: 空間은 빛이 橫斷할 수 있는 것보다 더 빠르게 膨脹할 수 있다. ^[51]

望遠鏡으로 觀測할 수 있는 空間的 領域은 觀測 可能한 宇宙 라고 불리며, 그것은 觀測者의 位置에 依存한다. 地球와 觀測 可能한 宇宙의 가장자리 사이의 固有거리 ―現在를 包含하여, 特定 視角에 測定할 수 있는 距離―는 460億 光年 ^[52] (140億 파섹)이며, 그것은 觀測 可能한 宇宙의 지름 을 約 930億 光年(280億 파섹)으로 만든다. ^[52] 觀測 可能한 宇宙의 가장자리에서 빛이 移動한 距離는 宇宙의 나이 곱하기 빛의 速度인 138億 光年(4.2×10 ⁹ 파섹)에 매우 가깝지만, 그러나 觀測 可能한 宇宙의 가장자리와 地球가 그 以後로 더 멀어졌기 때문에 이것이 주어진 視角에서의 距離를 나타내는 것은 아니다. ^[53] 比較를 위해서, 典型的인 銀河의 지름은 30,000光年(9,198 파섹)이고. 또한 두 個의 隣接한 銀河 들 사이의 典型的인 거리는 300萬 光年(9,198 파섹 )이다. ^[54] 例를 들어, 우리 銀河 의 지름은 大略 100,000-180,000 光年이고, ^{[55] [56]} 또한 우리 銀河에 가장 가까운 姊妹 銀河인 안드로메다 銀河 는 大略 250萬 光年 떨어져 位置한다. ^[57]

人間은 觀測 可能한 宇宙의 가장자리 너머의 空間은 觀察할 수 없기 때문에, 全體 宇宙의 크기가 有限한지 無限한지는 알 수 없다. ^{[3] [58] [59]} 推定値에 따르면, 全體 宇宙는, 萬一 有限하다면, 한 허블 區 보다 250倍 以上 커야 한다. ^[60] 宇宙의 全體 크기에 對한 一部 論爭의 餘地가 있는 推定値는, 萬一 有限하다면, ${\displaystyle 10^{10^{10^{122}}}}$메가파섹만큼 높게 到達하며, ^[61] 그것은 無經界 提案(No-Boundary Proposal)의 限 提示된 解像度에서 依해서 暗示되어 있는 것과 같다. ^{[62] [노트 2]}

나이 및 膨脹 [ 編輯 ]

ΛCDM 模型 이 옳다고 假定하면, 수많은 實驗들에 依한 다양한 技法들을 使用하는매개변수들의 測定値들은, 2015年 基準, 宇宙의 나이의 한 最善의 값을 137.99 ± 0.21 億年으로 産出했다. ^[2]

時間이 지남에 따라, 宇宙와 그 內容物은 進化했다; 例를 들어, 퀘이사들과 銀河들의 相對的인 個體數가 바뀌었고, ^[63] 또한 空間 自體가 膨脹 했다. 이 膨脹으로 인해서, 地球上의 科學者들은 300億 光年 떨어진 銀河의 빛이 130億 年 동안만 移動했음에도 不拘하고 그 빛을 觀察할 수 있다; 그들 사이의 바로 그 空間이 膨脹했다. 이 膨脹은 멀리 떨어진 銀河에서 오는 빛이 赤色편이 되었다는 觀察과 一致한다; 放出된 光子는 移動하는 동안 더 긴 波長 과 더 낮은 周波數 로 늘어난다. Ia型 超新星 에 對한 分析들은 空間的 膨脹이 加速化 되고 있음을 나타낸다. ^{[64] [65]}

宇宙에 物質이 많을수록, 物質의 相互 重力적 당김은 더 强해진다. 萬一 宇宙가 너무 苦蜜하다면 그것은 重力 特異點 으로 再崩壞할 것이다. 그렇지만, 萬一 宇宙에 物質이 너무 적으면 自體-重力이 너무 弱해서, 銀河들이나 行星들과 같은 天文學的 構造들을 形成할 수 없다. 大爆發(빅뱅) 以後 宇宙는 單調函數敵으로 膨脹했다. 아마도 놀랍지 않게 , 우리 宇宙는 團地 立方 미터當 約 5個의 陽性者들에 該當하는 適切한 質量-에너지 密度 를 가지고 있으며, 이것은 宇宙가 지난 138億 年 동안 膨脹할 수 있게 許容했고, 오늘날 觀測되는 것 같은 宇宙를 形成할 時間을 주었다. ^{[66] [67]}

膨脹 速度에 影響을 미치는 宇宙의 粒子에 作用하는 力學的인 힘들이 있다. 1998年 以前에는, 宇宙 안의 重力 相互作用의 影響으로 時間이 지남에 따라 膨脹率이 減少할 것으로 豫想했다; 그리고 따라서 宇宙에는 減速 媒介變數라고 불리는 追加的 觀測 可能한 量이 있는데, 大部分의 宇宙論者들은 이 媒介變數가 陽數이고 또한 宇宙의 物質 密度와 關聯이 있을 것으로 豫想했다. 1998年에, 減速 媒介變數(deceleration parameter) 는 두 個의 다른 그룹들에 依해 陰의 값인 約 -0.55로 測定되었는데, 이것은 技術的으로 宇宙 尺度人者 의 2次 導函數 a는 지난 50-60億 年 동안 羊水였음을 示唆한다. ^{[15] [68]}

時空間 [ 編輯 ]

現代 物理學은 事件 들을 時空間 으로 組織되는 것으로 看做한다. ^[69] 이 아이디어는 特殊 相對性理論 에서 비롯되었는데, 이것은 萬一 한 觀測者가 同時에 다른 場所에서 일어나는 두 가지 事件을 본다면, 첫 番째 觀測者에 相對的으로 움직이는 두 番째 觀測者는 다른 時間에 일어나는 事件을 보게 될 것이라고 豫測한다. ^{[70] :45?52} 두 觀測者들은 事件들 사이의 時間 ${\displaystyle T}$에 對해 同意하지 않을 것이며, 또한 事件들을 區分하는 距離 ${\displaystyle D}$에 對해 同意하지 않을 것이나, 빛의 速度 ${\displaystyle c}$에 對하여 同意하고, 또한 그들은 ${\displaystyle c^{2}T^{2}-D^{2}}$ 組合에 對해 同一한 값을 測定할 것이다. ^{[70] :80} 이 數量의 絶對값 의 제곱根을 두 事件들 사이의 間隔 이라고 불린다. 그 間隔은 事件들이, 但只 空間이나 時間뿐만 아니라, 結合된 時空間 設定에서 얼마나 넓게 分離되어 있는지를 表現한다. ^{[70] :84,136 [71]} }

特殊 相對性理論은 重力 을 說明할 수 없다. 그 後續인 一般 相對性理論 은 時空間이 固定된 것이 아니라 動的인 것임을 認識함으로써 重力을 說明한다. 一般 相對性理論에서, 重力은 時空間 의 曲率로 재해석된다. 軌道와 같은 한 曲線의 經路는 身體를 理想的인 直線 經路에서 벗어나게 하는 힘의 結果가 아니라, 오히려 다른 質量의 存在에 依해 그 自體가 휘어진 한 背景을 통해서 그 몸體가 자유롭게 落下하려는 試圖의 結果이다. 物理學者들 사이에서 俗談이 된 존 아치볼드 휠러 의 言及은 그 理論을 要約한다: "時空間은 物質이 어떻게 움직이는지 알려주고, 物質은 時空間이 어떻게 휘어지는지 알려주며." ^{[72] [73]} 또한 따라서 다른 것 없이 하나만을 考慮하는 것은 意味가 없다. ^[16] ( 뉴턴의 重力 理論 은 重力 效果가 弱하고 物體가 빛의 速度에 비해 느리게 움직이고 있을 때 一般 相對性理論의 豫測들에의 한 좋은 近似値이다. ^{[74] :327 [75]} ) 物質 分布와 時空間 曲率 사이의 關係는 아인슈타인 方程式 에 依해 提供되는데. 이것은 表現하기 위해 텐서 微積分學(tensor calculus) 를 必要로 한다. ^{[76] :43 [77]} 이러한 方程式들에 對한 해는 特殊 相對性理論의 時空間인 민코프스키 時空間 뿐만 아니라, 또한 블랙홀 을 說明하는 슈바르츠실트 時空間 ; 膨脹하는 宇宙를 說明하는 FLRW 時空間 ; 또한 그 以上도 包含한다.

宇宙는 3個의 空間 次元 과 1個의 時間的( 時間 ) 次元으로 構成된 매끄러운 時空間 連續體로 나타난다. 따라서, 物理的 宇宙의 時空間에서 한 事件은 4個의 座標 集合으로 識別될 수 있다: ( x, y, z, t ). 平均的으로, 空間 은 거의 平平한 (曲率이 0에 가까운) 것으로 觀察되며, 이는 經驗的으로 大部分의 宇宙는 유클리드 幾何學 을 통해 높은 正確度로 描寫될 수 있음을 의미한다. ^[78] 時空間은 또한 한 單一 連結된 [[位相數學]을 것으로 보이는데. 적어도 觀測 可能한 宇宙의 길이 尺度에서 具體와 類似하지하다. 그렇지만, 現在의 觀測들은 宇宙가 더 많은 次元을 갖고 있고(이는 끈 理論 과 같은 理論에 依해 家庭됨) 또한 그것의 時空間이, 2次元 空間의 圓筒形 또는 圓環體 位相數學들 類似하게, 한 多重 連結된 大逆賊 位相數學를 가질 수 있다는 可能性들을 排除할 수 없다. ^{[79] [80]}

模樣 [ 編輯 ]

一般 相對性理論은 時空間이 質量과 에너지(重力)에 依해 어떻게 휘어지고 구부러지는지를 說明한다. 宇宙의 位相數學 또는 幾何學에는 觀測 可能한 宇宙의 局所的 幾何學과 大逆的 幾何學이 모두 包含된다. 宇宙論者들은 種種 공邊 座標 들이라고 불리는 時空間의 한 주어진 空間꼴 _space-like 조각을 가지고 作業한다. 觀測될 수 있는 時空間의 斷面은 後方 光錐 이며, 그것은 宇宙論的 地平線(cosmological horizon) 의 範圍를 定한다. 그 宇宙論的 地平線(粒子 地平線 또는 빛의 地平線이라고도 불림)은 宇宙 時代에 粒子 들이 觀測者에게 到達할 수 있는 最大 距離이다. 이 地平線은 宇宙의 觀測 可能한 領域과 觀測할 수 없는 領域 사이의 境界를 나타낸다. ^{[81] [82]} 宇宙論的 地平線의 存在, 屬性, 重要性은 特定한 宇宙論的 模型에 依存한다.

宇宙 理論의 未來 進化를 決定하는 重要한 媒介變數는 密度 媒介變數 人 오메가(Ω)이며, 이것은 宇宙의 平均 物質 密度를 該當 密度의 臨界값으로 나눈 값으로 定義된다. 이것은 Ω이 1과 같은지, 적은지, 큰지 與否에 따라 세 가지 可能한 幾何學 들 中 하나를 選擇한다. 이것들은, 各各, 平平한, 열린 宇宙 및 닫힌 宇宙라고 불린다. ^[83]

宇宙背景 探査船 (COBE), 윌킨슨 마이크로파 非等方性 探索機 (WMAP)外 플랑크 衛星 의 CMB 地圖를 包含한 觀測들은, 프리드만-르메트르-로버트슨-워커 (FLRW) 模型들에 依하여 記述된 것처럼, 宇宙는 有限한 나이를 가지며 範圍에서는 無限함을 示唆한다. ^{[84] [79] [85] [86]} 따라서 이러한 FLRW 模型들은 暗黑 物質 과 暗黑 에너지 에 依하여 現在에 支配되는 平平 하고, 均質한 宇宙를 記述하는 急膨脹 模型 들과 宇宙論의 標準 模型을 支持한다. ^{[87] [88]}

生命 維持 [ 編輯 ]

微細 調整 宇宙 假說은 宇宙에서 觀測 可能한 生命 의 存在를 許容하는 條件은 特定 普遍的 基本 物理 常數 들이 한 매우 좁은 範圍의 값들에 屬할 때만 發生할 수 있다는 命題이다. 이 假說에 따르면, 萬一 몇 가지 基本 常數 中 어떤 것이라도 조금만 다르면, 그 宇宙는 物質 , 天體 構造들, 元素 多樣性, 또는 그것이 理解되는대로의 生命의 成立과 發達을 促進하지 않았을 것이다. 이것이 事實인지, 그리고 論理的으로 質問할 意味가 있는지 與否는 많은 論爭의 主題들이다. ^[89] 이 命題는 哲學者 들, 科學者 들, 神學者 들 및 創造論 支持者들 사이에서 論議된다. ^[90]

構成 [ 編輯 ]

宇宙는 거의 完全히 暗黑 에너지, 暗黑物質, 및 一般 物質 로 構成되어 있다. 다른 內容物들은 電磁氣 複寫 (宇宙 全體 質量-에너지 의 0.005%에서 0.01%에 가까운 것으로 推定됨)와 反物質 이다. ^{[91] [92] [93]}

모든 類型들의 物質과 에너지의 比率은 宇宙의 歷史에 걸쳐 變해왔다. ^[94] 宇宙 內에서 生成된 電磁氣 複寫의 總量은 지난 20億 年 동안 1/2로 減少했다. ^{[95] [96]} 오늘날, 原子들, 별들, 銀河들, 및 生命 을 包含하는 一般 物質은 宇宙 全體의 4.9%만을 차지한다. ^[8] 이러한 類型의 物質의 現在 全體 密度 는 매우 낮아서, 立方 센티미터當 約 4.5 × 10 ^-31 g이며, 이는 부피 4立方 미터當 陽性子 1個 程度의 密度에 該當한다. ^[6] 暗黑 에너지와 暗黑 物質의 性質은 둘 다 알려져 있지 않다. 아직 밝혀지지 않은 神祕한 形態의 物質인 暗黑 物質은 宇宙 內容物들의 26.8%를 차지한다. 빈 空間의 에너지이며 또한 宇宙의 膨脹을 加速을 招來하는 暗黑 에너지는 그 內容物들의 남아있는 68.3%를 차지한다. ^{[8] [97] [98]}

物質, 暗黑 物質, 暗黑 에너지는 3億 光年 程度 以上의 길이에 걸쳐 宇宙 全體에 均一하게 分布되어 있다. ^[100] 그렇지만, 더 짧은 길이-規模에서는 物質이 계층적으로 뭉치는 傾向이 있다. 많은 原子 들이 凝縮되어 별 들이 되고, 大部分의 별들은 銀河들로 되고, 大部分의 銀河들은 모여서 銀河團 들, 超銀河團 들, 그리고 마지막으로 大規模 銀河 필라멘트 들이 된다. 觀測 可能한 宇宙에는 2000億 個의 銀河들을 包含하며 ^{[101] [102]} 또한, 全體的으로, 推定되는 1 × 10 ²⁴ 個의 별들을 包含한다 ^{[103] [104]} (行星 地球 의 모든 모래알 들보다 많은 별들)이 있다). ^[105] 典型的인 銀河들은 1000萬 ^[106] (10 ⁷ )個의 별들을 가진 왜소은하 에서부터 1兆 ^[107] (10 ¹² )個의 별들을 가진 巨大한 것들까지 多樣하다. 더 큰 巨大構造들 사이에는 一般的으로 直徑이 10~150Mpc(3,300萬~4億 9,000萬 光年)인 巨大共同들이 있다. 우리銀河 는 局部銀河群 에 屬하며, 이것은 次例로 라니아케아 超銀河團 內에 있다. ^[108] 이 超銀河團은 5億 光年 以上에 걸쳐 있으며, 反面에 局部銀河群은 1千萬 光年 以上에 걸쳐 있다. ^[109] 宇宙에는 또한 相對的으로 비어 있는 廣大한 領域들이 있다; 알려진 가장 큰 巨大共同은 18億 光年(550Mpc)에 걸쳐서 測定된다. ^[110]

觀測 可能한 宇宙는 超銀河團보다 훨씬 큰 規模에서 等方性 이며, 이는 宇宙의 統計的 特性이 地球에서 觀察된 모든 方向에서 同一하다는 것을 意味한다. 宇宙는 大略 2.72548 켈빈의 熱平衡 黑體 스펙트럼 에 該當하는 高度로 等方性인 마이크로파 輻射 로 둘러싸여 있다. ^[7] 大規模 宇宙가 均質하고 等方性이라는 假說은 宇宙論 原理 로 알려져 있다. ^[111] 均質하고 等方性인 宇宙는 모든 觀點에서 同一하게 보이고 ^[112] 中心이 없다. ^[113]

暗黑 에너지 [ 編輯 ]

宇宙의 膨脹이 가속되고 있는 理由에 對한 說明은 如前히 理解하기 어렵다. 그것은 種種 空間을 透過하는 것으로 假定되는 알려지지 않은 에너지 形態인 "暗黑 에너지"에 起因한다. ^[114] 質量-에너지 等價 基準에서 暗黑 에너지의 密度(~ 7 × 10 ^-30 g/cm3)는 銀河들 內의 一般 物質 또는 暗黑 物質의 密度보다 훨씬 낮다. 그렇지만, 現在의 暗黑 에너지 時代에는, 空間에 걸쳐 均一하기 때문에 그것은 宇宙의 質量-에너지를 支配한다. ^{[115] [116]}

暗黑 에너지에 對해 提案된 두 가지 形態는 空間을 均質하게 채우는 한 一定한 에너지 密度人 宇宙 常數 와 ^[117] 또한 그것의 에너지 密度가 時間과 空間에 따라 變할 수 있는 動的인 量들인 퀸테선스 또는 모듈라이 와 같은 스칼라長 이다. 空間에서 일정한 스칼라長들의 寄與들은 一般的으로 宇宙 常數에도 包含된다. 宇宙 상수는 眞空 에너지(vacuum energy) 와 同一하게 公式化될 수 있다. 若干의 空間的 不均質性을 갖는 스칼라長은 한 宇宙 常數와 區別하기 어려울 것이다.

暗黑 物質 [ 編輯 ]

暗黑 物質은 全體 電磁氣 스펙트럼 에 보이지 않지만 宇宙의 大部分의 物質을 說明하는 한 假想敵 種類의 物質 이다. 暗黑 物質의 存在와 特性들은 가시 物質, 放射線 및 宇宙의 巨大構造 에 對한 重力적 效果들에서 推論된다. 뜨거운 暗黑 物質 의 한 形態인 中性微子 들을 除外하고, 暗黑 物質은 直接 檢出되지 않아 현대 天體物理學 의 가장 큰 미스터리 中 하나이다. 暗黑 物質은 어떤 意味있는 水準에서 빛 또는 어떤 다른 電磁氣 複寫 를 放出하거나 吸收하지 않는다. 暗黑 物質은 全體 質量-에너지의 26.8%와 또한 宇宙 全體 物質의 84.5%를 構成하는 것으로 推定된다. ^{[97] [118]}

一般 物質 [ 編輯 ]

宇宙의 質量-에너지의 나머지 4.9%는 一般 物質, 卽 原子 들, 이온 들, 電子 들 및 이들이 形成하는 天體들이다. 이 物質은, 우리가 銀河들에서 볼 수 있는 거의 모든 빛을 生成하는 恒星 들, 그리고 星間 과 銀河間 媒體에 있는 星間 가스, 行星 들 및 우리가 부딪치거나 만지거나 쥐어 짜낼 수 있는 日常 生活의 모든 物體들이 包含된다. ^[119] 事實은, 宇宙에 있는 一般 物質의 大部分은 보이지 않는에, 그것은 銀河들와 銀河團들 內部의 보이는 별들과 가스가 宇宙의 質量-에너지 密度에 寄與하는 一般 物質의 10% 未滿을 차지하기 때문이다. ^{[120] [121] [122]}

一般 物質은 一般的으로 固體 , 液體 , 機體 및 플라즈마 의 4가지 狀態 들(또는 上 들)로 存在한다: ^[123] 그렇지만, 實驗 技術들의 發展들로 보스-아인슈타인 凝縮 및 페르微溫 凝縮 과 같은 以前에서 理論的인 다른 像들이 밝혀졌다. ^{[124] [125]}

一般 物質은 쿼크 와 렙톤 이라는 두 가지 類型들의 基本 粒子 들로 構成된다. ^[126] 例를 들어, 陽性子는 두 個의 位 쿼크 들과 한 個의 아래 쿼크 로 構成된다; 中性子는 2個의 아래 쿼크와 1個의 위 쿼크로 構成된다; 電子는 一種의 렙톤이다. 한 原子는 陽性者들과 中性子들(둘 다 重粒子들임)로 構成된 原子核과 그 核 周圍를 도는 電子들로 構成된다. ^{[47] :1476} 原子 質量의 大部分은 重粒子 로 構成된 核에 集中되어 있기 때문에, 天文學者들은, 비록 이 "重粒子 物質'의 한 작은 部分이 電子들이기는 하지만, 一般 物質을 說明하기 위하여 種種 重粒子 物質 이라는 用語를 使用한다.

大爆發(빅뱅) 直後, 初期 宇宙의 쿼크-글루온 플라즈마(quark?gluon plasma) 가 2條도 以下로 冷却되면서 遠視 陽性者들과 中性子들이 形成되었다. 몇 分 後, 大爆發 核合成 으로 알려진 過程에서, 遠視 陽性者들과 中性子들로부터 核들이 形成되었다. 이 核合成은 리튬 과 베릴륨 까지 原子 番號가 작은 더 가벼운 元素를 形成했지만, 더 무거운 元素의 存在度는 原子 番號가 增加함에 따라 急激히 떨어졌다. 이 時期에 若干의 硼素 가 形成되었을 수 있지만, 다음으로 무거운 元素인 炭素 는 意味있는 羊들로 形成되지 않았다. 大爆發 核合成은 膨脹하는 宇宙의 急激한 溫度 및 密度 低下로 인해서 約 20分 後에 停止된다. 恒星 核合成 및 超新星 核合成 의 結果로 더 무거운 元素 들이 形成되었다. ^[127]

粒子들 [ 編輯 ]

一般 物質과 物質에 作用하는 힘들은 基本 粒子 들로 說明할 수 있다. ^[128] 이러한 粒子들은 때때로 基本的으로 記述되는데, 그것은 알 수 없는 下部 構造를 가지고 있고, 또한 더 작고 훨씬 더 基本的인 粒子들로 構成되어 있는지 與否가 알려져 있지 않기 때문이다. ^{[129] [130]} 大部分의 現代 模型들에서 그것들은 空間의 點들로 생각된다. ^[131] 모든 基本 粒子들은 現在 量子力學 에 依해 가장 잘 說明되며 또한 波動-粒子 二重性 을 나타낸다: 그것들의 擧動은 粒子-같은 側面과 波動 -같은 側面을 둘 다 가지고 있으며, 서로 다른 特徵들이 서로 다른 狀況들에서 支配的이다. ^[132] 가장 重要한 것은 標準 模型 人 電磁氣 相互 作用들과 弱한 및 强한 核 相互 作用과 關聯된 한 理論이다. ^[133] 標準 模型은 物質을 構成하는 粒子들의 存在에 對한 實驗的 確認으로 뒷받침된다: 쿼크 와 렙톤 , 그리고 이에 相應하는 " 反物質 " 雙代들과 相互作用 들을 媒介하는 힘 粒子들: 光子 , W와 Z보손 들, 및 글루온 . ^[129] 標準 模型은 最近에 發見된 힉스 보손 의 存在를 豫測했는데, 이 粒子는 粒子들에 質量을 附與할 수 있는 宇宙 內의 어떤 張의 한 表明이다. ^{[134] [135]} 다양한 實驗 結果를 成功的으로 說明했기 때문에, 標準 模型은 때때로 "거의 모든 것의 理論"으로 看做된다. ^[133] 標準 模型은, 그렇지만, 重力을 受容하지 않는다. 眞正한 힘-粒子 "萬物의 理論"은 達成되지 않았다. ^[136]

强粒子들 [ 編輯 ]

强粒子는 强力 에 依해 結合된 쿼크 들로 構成된 한 合成 粒子 이다. 强粒子들은 두 가지 系列로 分類된다: 3個의 쿼크로 構成된 重粒子 들( 陽性子 들 및 中性子 들 같은)과 하나의 쿼크와 하나의 反쿼크 로 構成된 中間者 들( 파이온 들 같은). 强粒子들 中에서, 陽性者들은 安定的이고, 또한 原子核 안에 結合된 中性子들은 安定的이다. 다른 强粒子들은 一般的인 條件들에서 不安定하고 또한 그래서 現代 宇宙의 無意味한 構成 要素들이다. ^{[137] :118-123} 大爆發(빅뱅) 後 約 10 ^-6 初 以後, 强粒子 時代(hadron epoch) 라고 알려진 期間 동안, 宇宙의 溫度는 쿼크들이 江粒子들로 結合할 수 있을 만큼 充分히 떨어졌고, 그리고 宇宙의 質量은 强粒子 들에 依해서 支配되었다. 初期에는, 溫度는 粒子-反强粒子 雙의 形成을 許容할 만큼 充分히 높았고, 이것이 物質과 反物質을 熱平衡 狀態로 維持했다. 그렇지만, 宇宙의 溫度가 繼續 떨어지면서, 强粒子과 反强粒子 雙들은 더 以上 生成되지 않았다. 大部分의 江粒子들과 頒降粒子들은 그래서 입자-반입자 雙消滅 反應들에서 除去었고, 宇宙가 約 1秒가 될 때까지는 少量의 强粒子들만을 남게 놓았다. ^{[137] :244-266}

렙톤들 [ 編輯 ]

한 랩톤은 强力한 相互作用을 일으키지 않지만 파울리 排他 原理 를 따르는 한 半整數 스핀 人 基本 粒子 이다; 같은 種의 두 렙톤들은 同時에 正確히 같은 狀態에 있을 수 없다. ^[138] 렙톤들의 두 가지 主要 클래스가 存在한다: 荷電된 랩톤들(또한 電子꼴 렙톤들로 알려진)과 中性 렙톤들( 中性微子 들로 더 잘 알려진). 電子들은 安定的이고 宇宙에서 가장 흔한 荷電된 렙톤들인 反面, 뮤온 들과 타우 들은, 宇宙船 들을 包含하거나 粒子 加速器 들에서 遂行되는 것과 같은 高에너지(high energy) 衝突들에서 生成된 後 빠르게 崩壞하는 不安定한 粒子들이다. ^{[139] [140]} 荷電된 렙톤들은 다른 粒子들과 結合하여 原子 들 및 포지트로늄 와 같은 다양한 合成 粒子 들을 形成할 수 있다. 電子 는 거의 모든 化學 을 支配하는데, 이는 그것이 原子 들에서 發見되고 또한 모든 化學的 特性 과 直接的으로 連結되어 있기 때문이다. 中性微子들은 어떤 것과도 거의 相互 作用하지 않으며, 또한 結果的으로 거의 觀測되지 않는다. 中性微子들은 宇宙 를 貫通해 흐르지만 正常的인 物質과 거의 相互 作用하지 않는다. ^[141]

렙톤 時代(lepton epoch) 는 렙톤 들이 宇宙의 質量을 支配했던초기 宇宙의 進化에서의 期間이었다. 그것은 데爆發(빅뱅) 後 約 1秒 後에 始作되었고, 이는 强粒子 時代(hadron epoch) 가 끝날 때 大多數의 江粒子들과 頒降粒子들이 서로 雙消滅韓 後였다. 렙톤 時代 동안 宇宙의 溫度는 如前히 렙톤-반렙톤 雙들을 生成할 만큼 充分히 높았으므로, 그래서 렙톤들과 반렙톤들은 熱平衡 狀態에 있었다. 大爆發 後 約 10秒 後, 宇宙의 溫度는 랩톤-반렙톤 雙들이 더 以上 生成되지 않는 地點까지 떨어졌다. ^[142] 大部分의 렙톤들과 반렙톤들은 그 다음 雙消滅 反應들에서 除去되었고, 렙톤들의 한 작은 殘留物을 남겼다. 宇宙의 質量은 그 다음 이어지는 光子 時代(photon epich) 에 접어 들면서 光子 들에 依해 支配되었다. ^{[143] [144]}

光子들 [ 編輯 ]

한 光子는 빛 과 다른 모든 形態의 電磁氣 複寫 의 兩者 이다. 그것은 電磁氣力 을 위한 媒介體 이다. 이 힘 의 效果는 光子가 零인 停止 質量 을 갖기 때문에 微視的(microscopic) 또한 巨視的 水準에서 쉽게 觀測될 수 있다; 이것은 長距離 相互 作用 을 許容한다. ^{[47] :1470}

光子 時代는 大爆發(빅뱅) 後 約 10秒 後인 렙톤 時代가 끝날 때 大部分의 렙톤들과 반렙톤들이 雙消滅 된 後 始作되었다. 原子核들은 光子 時代의 처음 몇 分 동안 發生한 核合成 過程에서 生成되었다. 光子 時代의 나머지 期間 동안 宇宙는 核들, 電子들 및 光子들로 構成된 한 뜨겁고 高密度人 플라즈마 를 含有했다. 大爆發 後 約 380,000年 後, 宇宙의 溫度는 核들이 電子들과 結合하여 中性 原子들을 生成할 수 있는 地點까지 떨어졌다. 結果的으로, 光子들은 더 以上 物質과 자주 相互 作用하지 않았으며 또한 宇宙는 透明해졌다. 이 期間의 높게 赤色편이된 光子들은 宇宙 마이크로파 背景을 形成한다. CMB에서 感知할 수 있는 溫度와 密度의 微細한 變化는 그것으로부터 모든 後續 構造 形成(structure formation) 이 일어난 初期 "씨앗"이었다. ^{[137] :244?266}

宇宙論 模型들 [ 編輯 ]

一般相對性에 기초한 宇宙 模型 [ 編輯 ]

一般 相對性理論 은 1915年에 알베르트 아인슈타인 에 依하여 發表한 重力 의 幾何學的 理論 이며 現代 物理學에서 重力에 對한 現在의 技術이다. 이것은 現在의 宇宙論 宇宙 模型의 基礎이다. 一般相對性 理論은 特殊 相對性理論 과 뉴턴 의 萬有引力 法則 을 一般化하여, 重力에 對한 한 統一된 技術을 空間 과 時間 , 또는 時空間의 한 幾何學的 屬性으로서 提供한다. 特히, 時空間의 曲率 은 存在하는 모든 物質 과 輻射 의 에너지 와 運動量 과 直接的으로 聯關된다. 그 關係는 偏微分 方程式 들의 한 시스템인 아인슈타인 方程式 으로 明示된다. 一般相對性 理論에서는, 物質과 에너지의 分布는 時空間의 幾何學을 決定하며, 이는 다시 物質의 加速度 를 記述한다. 따라서, 아인슈타인 腸 方程式들의 해는 宇宙의 進化를 說明한다. 一般 相對性理論의 方程式들은 宇宙 안의 物質의 量, 類型 및 分布에 對한 測定들과 結合하여, 時間에 따른 宇宙의 進化를 記述한다. ^[145]

宇宙는 어디에서나 均質하고 等方性이라는 宇宙論 原理 를 家庭과 더불어서, 宇宙를 記述하는 腸 方程式의 한 特定 해는 프리드만-르메트르-로버트슨-워커 計量 이라 불리는 거리 函數 텐서(metric tensor) 이며,

${\displaystyle ds^{2}=-c^{2}dt^{2}+R(t)^{2}\left({\frac {dr^{2}}{1-kr^{2}}}+r^{2}d\theta ^{2}+r^{2}\sin ^{2}\theta \,d\phi ^{2}\right)}$

여기서 ( r , θ, φ)는 한 球面 座標界 에 該當한다. 이 거리 函數는 決定되지 않은 媒介變數가 두 個만을 갖는다.한 全般的 無次元量 길이 尺度人者 R 은 宇宙의 크기 尺度를 時間의 函數로 記述하고( R 에서의 한 增加는 宇宙의 膨脹이다), ^[146] 또한 한 曲率 指數 k 는 그 幾何學을 記述한다. 指數 k 는 다음 세 가지 값 中 하나만 取할 수 있도록 定義된다; 0, 平平한 유클리드 幾何學 에 該當한다; 1, 羊의 曲率 의 空間에 該當한다; 또는 -1, 한 量의 또는 陰의 曲率의 空間에 該當한다. ^[147] 時間 t 의 函數로서의 R 값은 k 와 宇宙常數 Λ 에 依存한다. ^[145] 宇宙상수는 宇宙의 眞空의 에너지 密度를 나타내며 또한 暗黑 에너지와 關聯될 수 있다. ^[98] R 이 時間에 따라 어떻게 變하는지 記述하는 方程式은 創案者인 알렉산더 프리드만 의 이름을 따서 프리드만 方程式 으로 알려져 있다. ^[148]

R(t) 에 對한 해들은 k 및 Λ 에 依存하지만 이러한 해들의 一部 定性的 特徵들은 一般的이다. 첫째로 그리고 가장 重要하게는, 宇宙의 길이 尺度 R 은 萬一 宇宙가 羊의 曲率( k =1)로 完璧하게 等方性이고 또한 모든 곳에서 密度의 正確한 값이 하나 있는 境遇로서, 아인슈타인 에 依해서 처음으로 言及되었다. ^[145] 그렇지만, 二 坪型은 不安定하다: 萬一 密度가 必要한 값과 若干 다르면, 어느 곳에서든, 時間이 지남에 따라 그 差異는 增幅될 것이다.

둘째, 모든 해들은 過去에 한 重力 特異點 이 있었음을 示唆하며, 이때 R 이 靈이 되었고 物質과 에너지가 無限하게 高密헸었다. 이 結論은 完全한 均質性과 等方性(宇宙論的 原理)와 오직 重力 相互作用만이 意味가 있다는 疑心스러운 家庭들에 기초하고 있기 때문에 이 結論은 不確實해 보일 수 있다. 그렇지만, 펜로즈-호킹 特異點 整理 들는 매우 一般的인 條件에 對해 한 特異點이 存在해야 함을 보여준다. 따라서, 아인슈타인章 方程式에 따르면, R 은 이 特異點( R 이 한 작고 有限한 값을 가질 때) 바로 다음에 存在하는 想像할 수 없을 程度로 뜨겁고 高密度人 狀態로부터 빠르게 成長했다; 이것은 宇宙의 大爆發(빅뱅) 模型의 本質이다. 大爆發의 特異點을 理解하는 것은 어떤 兩者 重力 理論 을 必要로 하는데, 이것은 아직 公式化 되지는 않았다. ^[149]

셋째, 曲率 指數 k 는 充分히 큰 길이 尺度(藥 10億 光年 以上)에 걸쳐 平均을 낸 常數-時間 空間的 表面의 曲率의 符號를 決定한다. 萬一 k =1이면, 曲率은 陽數이고 또한 宇宙는 한 有限 부피를 갖는다. ^[150] 羊의 曲率을 가진 한 宇宙는 種種 4次元 空間에 內藏된 한 3次元 初球 로 視覺化된다. 反對로 k 가 零이거나 陰獸이면, 宇宙는 한 無限한 부피를 갖는다. ^[150] R =0日 때 한 無限하면서 無限히 高密度人 宇宙가 한 瞬間에 生成될 수 있다는 것은 反直觀的으로 보일 수 있지만, 그러나 k 가 비陽數이고 宇宙 原理 가 만족될 때 그것은 數學的으로 豫測된다. 比喩로서, 한 無限 平面은 英人 曲率이지만 無限한 面積을 갖으며, 反面에 한 無限 圓筒은 한 方向으로 有限하고 한 圓環體 는 兩쪽 모두에서 有限하다. 어떤 圓環體人 宇宙는 週期的 警戒 해들(periodic boundary solutions) 이 있는 한 一般 宇宙처럼 擧動할 수 있다.

宇宙의 窮極的인 運命 은 曲率 指數 k 와 宇宙 常數 Λ 에 決定的으로 依存하기 때문에 아직 알려지지 않았다. 萬一 宇宙가 充分히 高密度였다면, k 는 +1科 같을 것인데, 이것은 全體的 平均 曲率이 陽數이고 또한 宇宙가 結局 對艦몰 로 다시 縮小될 것을 의미하며, ^[151] 한 빅 바운스 에서 어쩐 새로운 宇宙를 始作할 可能性이 있다. 反對로, 萬一 宇宙가 充分하게 高密하지 않으면, k 는 0 또는 -1과 같으며 또한 宇宙는 永遠히 膨脹하여 冷却되고 또한 結局에는 빅 프리즈 및 宇宙의 熱죽음 에 到達한다. ^[145] 現代 데이터는 宇宙의 膨脹이 가속되고 있다 는 것을 示唆한다; 萬一 이 加速이 充分하게 빠르면, 그 宇宙는 窮極的으로 빅 립 에 到達할 수 있다. 觀測敵으로, 宇宙는, 再崩壞와 永遠한 膨脹 사이의 臨界값에 매우 가까운 한 全般的 密度를 갖는, 平平한( k = 0) 것으로 나타난다, ^[152]

多重 宇宙 假說들 [ 編輯 ]

一部 思辨的 理論들은 우리 宇宙가 斷絶된 宇宙들의 한 集合 中 하나일 뿐이며, 集合的으로 多重 宇宙 로 標示되며, 宇宙에 對한 보다 制限된 正義에 挑戰하거나 强化한다고 提案했다. ^{[20] [153]} 科學的 多衆 宇宙 模型들은 意識의 代替 平面들(alternate planes of consciousness) 및 시뮬레이션된 現實(simulated reality 과 같은 槪念들과는 다르다.

맥스 테그마크 _{Max Tegmark} 는 多樣한 物理學 에서의 問題들에 對한 應答으로 科學者들이 提案한 多衆 宇宙의 다른 類型들을 위한 한 4-部分 分類 體系 를 開發했다. 그러한 多衆 宇宙의 한 例는 初期 宇宙의 카오틱 急膨脹(chaotic inflation) 模型으로부터 비롯된 하나이다. ^[154] 다른 하나는 量子力學의 多世界 解釋 에서 비롯된 多衆 宇宙이다. 이 解釋에서, 平行 世界들은, 波動 函數 의 分離된 世界들에서 實現되는 모든 狀態들과 더불어, 兩者 重疊 및 兩者 결어긋남 과 類似한 方式으로 生成된다. 效果的으로, 多世界 解釋에서 多衆 宇宙는 한 普遍的 波動 函數(universal wavefunction) 로 進化한다. 萬一 우리의 多衆 宇宙를 만든 大爆發(빅뱅)李 多衆 宇宙들의 한 앙상블을 만들었다면, 앙상블의 波動 函數는 이런 意味에서 얽혀있을 것이다. ^[155] 이 그림으로부터 科學的으로 意味 있는 確率들을 抽出할 수 있는지 與否는 많은 論爭의 한 主題였고 그리고 繼續되고 있으며, 또한 多世界 解釋의 여러 버전들이 存在한다. ^{[156] [157] [158]} ( 量子力學의 解釋 의 主題는 一般的으로 不一致로 標示된다. ^{[159] [160] [161]} )

테그마크의 計劃에서 가장 적게 論難이 많지만, 如前히 論爭의 餘地가 많은 多衆 宇宙의 範疇는 레벨 I 이다. 이 레벨의 多衆 宇宙는 "우리 自身의 宇宙에서" 먼 時空間 事件들로써 構成된다. 테그마크와 다른 사람들은 ^[162] , 萬一 空間이 無限하거나 또는 充分히 크고 均一하다면, 地球의 全體 허블 부피(Hubble volume) 歷史의 同一한 事例가 아주 자주, 單純히 우연하게 發生한다고 主張했다. 테그마크는 가장 가까운 所謂 도펠겡어 가 우리로부터 ${\displaystyle 10^{10^{115}}}$미터 떨어져 있다고 計算했다.( 枸骨플렉스 보다 큰 한 二重 指數 函數(double exponential function) ). ^{[163] [164]} 그렇지만, 使用된 主張들은 思辨的인 本質의 것들이다. ^[165] 追加로, 限 同一한 허블 부피의 存在를 科學的으로 證明하는 것은 不可能할 것이다.

各各은 存在하지만 서로 相互 作用할 수 없는, 斷絶된 時空間들을 생각할 수 있다. ^{[163] [166]} 이 槪念을 쉽게 視覺化할 수 있는 隱喩는 分離된 비눗방울 의 한 그룹으로, 여기서는 한 비눗방울에 사는 觀察者는, 原論的으로 조차도, 다른 비눗방울에 있는 觀察者와 相互 作用할 수 없다. ^[167] 하나의 一般的인 用語에 따르면, 時空間의 各 "비눗방울"은 한 宇宙 (a universe )로 標示되는 反面, 우리의 特定 時空間은 宇宙(the universe) 로 標示되는데, ^[20] 이는 마치 우리가 地球의 달(moon)을 달 (the Moon) 이라고 부르는 것과 같다. 이러한 分離된 時空間들의 全體 母音은 多衆 宇宙로 標示된다. ^[20] 이 用語와 더불어, 다른 宇宙들 들은 서로 因果的으로 連結 되어 있지 않다. ^[20] 原則的으로, 다른 連結되지 않은 宇宙들 은 다른 次元性 들과 時空間의 位相數學 들, 物質 과 에너지 의 다른 形態들, 그리고 다른 物理的 法則 들과 物理 常數 들을 가질 수 있지만, 그러한 可能性들은 純全히 思辨的이다. ^[20] 다른 사람들은 카오틱 急膨脹(Chaotic inflation) 의 一部로 生成된 여러 거품 各各을 別途의 宇宙들 로 看做하는데, 이 模型에서는 이러한 宇宙들 모두는 한 因果的 起源을 共有한다. ^[20]

歷史的 槪念들 [ 編輯 ]

歷史的으로, 宇宙-코스모스(宇宙論)와 그 起源(宇宙起源論)에 對한 많은 아이디어들이 있었다. 物理 法則들에 依해 支配되는 非人格的 宇宙에 對한 理論들은 그리스인들과 印度人들에 依해 처음 提案되었다. ^[13] 古代 中國 哲學은 모든 空間과 모든 時間을 包含하는 宇宙의 槪念을 包括했다. ^[168] 數世紀에 걸쳐, 天文 觀測들과 運動 및 重力의 理論의 改善은 宇宙에 對한 보다 正確한 說明들로 이끌었다. 현대 宇宙論의 時代는 1915年 알베르트 아인슈타인 의 一般 相對性理論 으로 始作되었는데, 이것은 宇宙 全體의 起源, 進化 및 結末을 定量的으로 豫測할 수 있게 했다. 가장 現代的인, 받아들여지는 宇宙論 理論들은 一般 相對性理論, 보다 具體的으로는, 豫測된 大爆發(빅뱅) 에 基盤을 두고 있다. ^[169]

神話들 [ 編輯 ]

많은 文化圈에는 世界와 宇宙의 起源을 說明하는 이야기들 이 있다. 文化들은 一般的으로 이러한 이야기들을 어느 程度 眞實 아 있는 것으로 看做한다. 이러한 이야기는 그렇지만 한 超自然的 起源을 믿는 사람들 사이에 어떻게 適用되는지에 對해서는, 只今 있는 그대로 宇宙를 直接 創造하는 어떤 神부터 團地 "굴러가는 바퀴들"을 세팅하는 어떤 神에 이르기까지(예를 들면 大爆發과 鎭火같은 매커니즘들을 通해), 많은 相異한 믿음들이 있다. ^[170]

神話들을 硏究하는 民族學者들과 人類學者들은 創造 이야기들에 登場하는 다양한 主題에 對해 다양한 分類 體系들을 開發했다. ^{[171] [172]} 例를 들면, 한 가지 類型의 이야기에서, 世界는 한 世界 鷄卵(world egg) 에서 태어난다; 그러한 이야기들은 핀란드 敍事詩 칼레발라 , 班固 의 中國 이야기 또는 印度 브라만다 푸라다(Brahmanda Purana) 가 包含된다. 關聯된 이야기에서, 宇宙는, 티베트 佛敎 의 아디 部處(Adi-Buddha) 槪念, 古代 그리스 가이아 (어머니 大地) 이야기, 아즈텍 女神 코아틀리쿠(C??tl?cue) 神話, 古代 이집트 의 新 아툼 이야기 및 아브라함系의 新(Abrahamic God) 이 宇宙를 創造했다는 유대-基督敎 天地創造 이야기와 같이, 그 또는 그女 스스로에 依해서 무엇인가를 내뿜거나 生成하는 限 單獨 個體에 依해서 創造된다. 다른 類型의 이야기에서는, 宇宙는 랑기와 파파(Rangi and Papa) 의 마오리 이야기(M?ori story) 에서와 같이 男性과 女性 神들의 結合으로 만들어졌다. 다른 이야기에서는, 宇宙는 죽은 神의 屍體― 바빌로니아 敍事詩 에누마 엘리시 의 티아마트 으로부터 또는 노르드 神話의 巨人 위미르 으老父터와 같이― 또는 日本 神話 의 利子나기 와 利子나미 에서와 같이 混沌의 材料老父터와 같이, 旣存의 材料로 製作함으로써 만들어진다.. 다른 이야기에서는, 브라만 과 프라크르티(Prak?ti) , 세레르族 의 創造 神話 에서와 같이, ^[173] 또는 도 의 陰陽 에서와 같이, 宇宙는 基本 原理들로부터 비롯된다.

哲學的 模型들 [ 編輯 ]

소크라테스-以前 그리스 哲學者들과 印度 哲學者들은 宇宙에 對한 가장 初期의 哲學的 槪念들의 一部를 發展시켰다. ^{[13] [174]} 가장 初期 그리스 哲學者들은 겉모습들이 欺瞞的일 수 있다는 點에 注目했고, 또한 겉모습 뒤에 숨겨진 實在를 理解하려고 努力했다. 特히, 그들은 物質이 形態를 바꾸는 能力(예: 얼음에서 물에서 蒸氣로)에 注目했으며 또한 몇몇 哲學者들은 世界의 모든 物理的 物質들이 한 單一 原始 物質 또는 아르케 의 서로 다른 形態라고 提案했다. 그렇게 한 最初의 사람은 탈레스 였고, 그는 이 物質을 물 이라고 提案했다. 탈레스의 弟子인 아낙시만드로스 는 모든 것이 無限한 아페이론 에서 나온다고 提案했다. 아낙시만드로스는 아르케 가 다른 形態로 凝縮되거나 分離되게 하는 知覺된 人力的이고 또한 斥力的인 特性들 때문에 그 原始物質은 空氣 라고 提案했다. 아낙시메네스 는 ' 누스 '(마음)의 原理를 提案한 反面, 헤라클레이토스 는 불 을 提案했다(또한 로고스 에 對해 말했다). 엠페도클레스 는 흙, 물, 空氣 및 불의 要素를 提案했다. 그의 네要素 模型은 큰 人氣를 얻었다. 피타고라스 와 마찬가지로, 플라톤 은, 엠페도클레스의 要素들은 플라톤의 立體 의 形態를 取하면서, 모든 것들은 수 로 構成되어 있다고 맏었다. 데모크리토스 와 以後의 哲學者―-特히 레우키포스 ―-는 宇宙가 虛空(void) ( 眞空 )을 통해 움직이는 分轄할 수 없는 原子 로 構成되어 있다고 提案했지만, 反面에 아리스토텔레스 는 물과 마찬가지로 空氣가 運動에 對한 抗力 을 提供하기 때문에 實現 可能하다고 믿지 않았다. 空氣는 卽時 한 虛空을 채우기 위해 달려들 것이며, 또한 게다가, 抵抗 없이, 無限定 빠르게 그헣게 할 것이다. ^[13]

헤라클레이토스는 永遠한 變化를 主張했지만, ^[175] 그의 同時代 파르메니데스 는 變하지 않음을 强調했다. 파르메니데스의 詩《自然에 對하여(On Nature)》는 모든 變化는 한 幻想이며, 참된 基底의 實在는 永遠히 變하지 않으며 또한 單一한 本性의 것이며, 또는 적어도 存在하는 모든 것의 本質的인 特徵은, 起源, 變更 或은 끝이 없이, 永遠히 存在해야 한다고 말하는 것으로 읽혀졌다. ^[176] 그의 弟子 엘레아의 제논 는 몇 가지 有名한 逆說 들로 그들에게 挑戰했다. 아리스토텔레스는 無限히 나눌 수 있는 連續體뿐만 아니라, 한 潛在的인 셀 수 있는 無限의 槪念을 開發함으로써 이러한 逆說들에 對應했다. ^{[177] [178]} 永遠하고 不變하는 時間의 循環들과 달리, 그는 世界가 天球들에 依하여 境界가 定해져 있으며 또한 累積된 별들의 크기는 團地 有限하게 增殖할 뿐이라고 믿었다.

바이셰시카 學派 의 創始者인 印度 哲學者 카나다 _Kanada 는 原子論 에 對한 한 觀念을 발전시켰고 또한 빛 과 熱 은 같은 物質의 種類들이라고 提案했다. ^[179] 西紀 5世紀에, 佛敎 原子論 哲學者 디그나가 는 原子 들은 點-크기이고, 持續性이 없으며 또한 에너지로 構成되어 있다고 提案했다. 그들은 物質의 存在를 否定하고 또한 運動이 에너지의 한 흐름의 瞬間的인 閃光들로 構成되어 있다고 提案했다. ^[180]

時間 유한주의 의 觀念은 세 가지의 아브라함 宗敎 들이 共有하는 創造의 敎理에 依해서 靈感을 얻었다: 유대敎 , 基督敎 , 이슬람敎 . 基督敎 哲學者 존 필로抛누스 _{John Philoponus} 는 한 無限한 過去와 未來에 對한 古代 그리스 觀念에 反對하는 哲學的 論證들을 提示했다. 無限한 過去에 對한 필로抛누스 _Philoponus 의 主張들은 初期 이슬람 哲學者 킨디 (Alkindus); 유대 哲學者 , 사디아 加溫 _{Saadia Gaon} (Saadia ben Joseph); 그리고 이슬람 神學者 가잘리 (Algazel) 等에 依해 使用되었다. ^[181]

汎神論 은 宇宙 自體가 神聖 과 한 最高의 存在 또는 實體와 同一하다는 哲學的 宗敎的 信念이다. ^[182] 物理的 宇宙는 따라서 모든 것을 包括하고 內在 하는 神으로서 理解된다. ^[183] '汎神論者'라는 用語는 모든 것이 單一性을 構成하고 또한 이 單一性이, 모든 것을 包括하고 泫泫하는 어떤 神 또는 女神으로 構成되어, 神聖하다는 것을 둘 다를 主張하는 사람을 가리킨다. ^{[184] [185]} 汎神論的 槪念은 數千 年 前으로 거슬러 올라가며, 또한 다양한 宗敎 傳統들에서 汎神論的 要素가 確認되었다.

天文學的 槪念들 [ 編輯 ]

識別 可能한 現代 天文學의 先祖들 에 對한 最初의 記錄들은 紀元前 約 3000年에서 1200年 사이에 古代 이집트 와 메소포타미아 에서 나왔다. ^{[186] [187]} 紀元前 7世紀의 바빌론의 天文學者들 들은 世界를 바다로 둘러싸인 한 平平한 圓盤 으로 보았고, ^{[188] [189]} 또한 이것은 아낙시만드로스 와 밀레토스 의 헤카타이오스 와 같은 初期 그리스 地圖들의 專制를 形成한다.

後記 그리스 哲學者들은, 天體의 움직임들을 觀察하면서, 經驗的 證據 에 더 깊이 基盤을 둔 宇宙 模型들을 開發하는 데 關心을 가졌다. 첫 番째 一貫된 模型은 하늘의 움직임들이 原形이어야 한다는 플라톤의 생각을 따랐던 플라톤의 學生인 크니도스의 에우독소스 에 依해 提案되었다. 行星 運動들의 알려진 複雜性, 特히 逆行 運動 을 說明하기 위해서, 에우독소스의 模型은 27個의 다른 天體 구들(celestial spheres) 을 包含했다: 肉眼으로 볼 수 있는 各 行星들에 對해 4個, 太陽과 달에 對해 各各 3個, 恒星들에 對해 1個이다. 이들 모든 句體들은 地球를 中心으로 하였고, 이것은 그것들이 永遠히 回轉하는 동안 움직이지 않았다. 아리스토텔레스는 이 모델을 精巧化해서, 行星 運動의 더 仔細한 事項을 說明하기 위해서 具體의 數를 55個로 늘렸다. 아리스토텔레스에게는, 正常的인 物質 은 全的으로 地上의 具體에 包含되어 있으며, 또한 그것은 天上의 物質 과는 根本的으로 다른 規則들을 따랐다. ^{[190] [191]}

아리스토텔레스-以後의 論文 《 데 門도(De Mundo) 》(著者 및 날짜가 不確實한)는 "다섯 個의 地域에 있는 具體에 位置한 다섯 個의 元素들은 各各의 境遇에 더 작은 것이 더 큰 것―卽, 물로 둘러싸인 땅, 空氣로 둘러싸인 물, 불로 둘러싸인 空氣, 그리고 에테르로 둘러싸인 불―에 依하여 둘러싸여 全體 宇宙를 構成하고 있다"고 言及했다. ^[192]

이 模型은 또한 칼리푸스 _Callippus 에 依해 改善되고 또한 童心 具體들이 抛棄된 後에, 그것은 프톨레마이오스 의 天文 觀測과 거의 完璧하게 一致하게 되었다. ^[193] 이러한 한 模型의 成功은 主로 어떤 函數(行星의 位置와 같은)가 原形 函數의 한 集合( 푸리에 級數 )로 分解될 수 있다는 數學的 事實에 起因한다. 피타고라스 學派 哲學者 필롤라오스 와 같은 다른 그리스 科學者들은 ( 스토바우스 _Stobaeus 의 說明에 따르면) 宇宙의 中心에는 地球 , 太陽 , 달 및 行星 들이 均一한 原形 運動을 하는 "中心의 불"李 있다고 假定했다. ^[194]

그리스의 天文學者 사모스의 아리스타르코스 는 太陽中心的 宇宙 模型을 提案한 最初의 알려진 個人이다. 原本 텍스트는 損失되었지만, 아르키메데스 의 冊 《모래알을 세는 사람》의 한 言及은 아리스타르코스의 太陽中心 模型을 描寫한다. 아르키메데스가 쓰기를:

겔론 王, 當身은 宇宙가 大部分의 天文學者들에 依해서 그 中心이 地球人 具體에 붙여진 이름이며, 그 半지름은 太陽의 中心과 地球의 中心 사이의 直線과 같다는 것을 알고 있을 것이다. 이것은 當身이 天文學者들로부터 들은 것과 같은 一般的인 說明이다. 그러나 아리스타르코스는 特定 假說로 構成된 冊을 내놓았는데, 여기서는, 家庭들의 한 結果로서, 宇宙가 方今 言及한 宇宙보다 몇 倍나 더 크는 것으로 나타났다. 그의 假說들은 固定된 별들과 太陽은 움직이지 않고 維持되고, 地球는 圓의 둘레를 따라 太陽 周圍를 回轉하고, 太陽은 그 軌道의 中央에 있으며, 또한 太陽과 같은 中心에 位置하는 固定된 별들의 句體는 아주 커서 그가 地球가 公轉한다고 假定하는 圓은 具體의 中心이 그 表面에 닿는 것과 固定된 별들의 距離에 對한 같은 比例이다. ^[195]

아리스타코스는 따라서 별들이 아주 멀리 있다고 믿었고, 또한 이것이 演奏 視差 가 觀察되지 않은 理由, 卽, 地球가 太陽 周圍를 移動할 때 별들이 서로 相對的으로 움직이는 것이 觀察되지 않은 理由라고 보았다. 별들은 事實 古代에 一般的으로 推定된 距離보다 훨씬 더 멀리 떨어져 있어서, 이것이 演奏 時差는 오직 精密 機器들로만 探知할 수 있었던 理由이다. 行星 時差와 一致하는 地球 中心 模型은 平行 現象인 演奏 時差의 觀測 不可能性에 對한 說明으로 家庭되었다. ^[196]

아리스타르코스의 太陽中心 模型을 支持한 이름으로 알려진 古代의 唯一한 天文學者는 아리스타르코스 以後 한 世紀 동안 살았던 헬레니즘 天文學者 人 셀레우키아의 셀레우코스(Seleucus of Seleucia) 였다. ^{[197] [198] [199]} 플루타르코스에 따르면, 셀레우코스는 推論 을 통해 太陽中心 시스템을 最初로 證明했지만 그가 使用한 論據는 알려져 있지 않다. 太陽中心的 宇宙論에 對한 셀레우코스의 主張은 아마도 潮水 現象과 關聯되었을 것이다. ^[200] 스트라본 (1.1.9)에 따르면, 셀레우코스는 助手가 달의 人力에 依한 것이며 助手의 높이는 太陽에 對한 달의 位置에 달려 있다고 처음으로 밝혔다. ^[201] 또는, 그는 幾何學的 模型의 常數를 決定하고 나중에 16世紀에 니콜라우스 코페르니쿠스 가 한 것처럼 이 模型을 使用하여 行星 位置를 計算하는 方法을 開發함으로써 太陽 中心性을 證明했을 수 있다. ^[202] 中世 時代에 페르시아 天文學者 알버마사르 _Albumasar ^[203] 와 알시지 _Al-Sijzi 도 太陽中心 模型을 提案했다. ^[204]

아리스토텔레스 模型은, 萬一 地球 가 그 軸을 中心으로 回轉하고 또한 萬一 [太陽]]李 宇宙의 中心에 位置하면 天文學的 데이터가 더 그럴듯하게 說明될 수 있다는 아리스타르코스의 觀點을 코페르니쿠스가 되살리기 前까지, 大略 2千年 동안 西歐 世界 에서 받아들여졌다. ^[205]

中央에는 太陽이 놓여 있다. 누가 同時에 모든 것을 照明힐 수 있는 이 매우 아름다운 聖殿의 燈불을 다른 또는 이보다 더 좋은 곳에 둘 수 있겠는가?

??니콜라우스 코페르니쿠스, 10張, 《天球의 回轉에 關하여》(1543)의 第1卷

코페르니쿠스 自身이 注目했듯이, 地球가 自轉한다 는 觀念은 매우 오래된 것으로, 最小限 필롤라오스 (c. 450 BC), 헤라클레이데스 폰티쿠스 _{Heraclides Ponticus} (c. 350 BC) 및 피타고라스학파 엑판투스 _Ecphantus 로 거슬러 올라간다. 코페르니쿠스보다 大略 1世紀 前에, 基督敎 學者인 니콜라우스 쿠자누스 도 그의 冊, 《 學習된 無知에 對하여(On Learned Ignorance) 》(1440)에서 地球가 그 軸을 中心으로 回轉한다고 提案했다. ^[206] 알시지 ^[207] 도 또한 地球가 軸을 中心으로 回轉한다고 提案했다. 地球 字典의 實證的 證據 는, 彗星 現象을 利用한하였으며, 透視 (1201-1274)와 알리 쿠시 _{Ali Qushji} (1403-1474)에 依해 提供되었다. ^[208]

이 宇宙論은 아이작 뉴턴 , 크리스티안 후이겐스 및 以後의 科學者들에 依해 받아들여졌다. ^[209] 뉴턴은 同一한 運動 法則 과 重力이 地上과 天體의 物質에 適用되어, 아리스토텔레스의 둘 사이의 區分을 쓸모 없게 만든다는 것을 보여주었다. 에드먼드 핼리 (1720) ^[210] 와 腸-필리프 드 體小 _{Jean-Philippe de Cheseaux} (1744) ^[211] 는 별들로 均一하게 채워진 한 無限한 空間의 家庭이 夜間 하늘이 太陽 自體만큼 밝을 것이라는 豫測으로 이어질 것이라고 獨立的으로 言及했다; 이것은 19世紀에 올베르스의 逆說 로 알려지게 되었다. ^[212] 뉴턴은 物質로 均一하게 채워진 한 無限한 空間이 無限한 힘과 不安定性을 일으켜서 物質이 自體 重力下에 안쪽으로 찌그러질 것이라고 믿었다. ^[209] 이 不安定性은 진스 不安定性 基準에 依해서 1902年에 明確해졌다. ^[213] 이러한 逆說에 對한 한 가지 解決策은 찰리어 _Charlier 宇宙인데, 여기서 宇宙가 無視해도 될 程度로 작은 全體 密度를 가지도록 프랙탈 方式으로 物質이 계층적으로(어떤 더 큰 시스템에서 軌道를 도는 天體들의 시스템들, 無限定 ) 配列된다; 그러한 宇宙論的 模型은 1761年에 더 일찍 요한 하인리히 람베르트 에 依해서 提案된 것이기도 하다. ^{[54] [214]}

18世紀 동안, 임마누엘 칸트 는 星雲 들이 銀河水와 分離된 全體 銀河들日 수 있다고 推測했으며, ^[210] 1850年에, 알렉산더 폰 훔볼트 는 이러한 分離된 銀河들을 Weltinseln 또는 "世界 섬들"인 한 用語로 불렀으며, 이것은 나중에 "섬 宇宙"으로 發展했다. ^{[215] [216]} 1919年에, 후커 望遠鏡(Hooker telescope) 이 完成되었을 때, 支配的인 見解는 如前히 宇宙가 完全히 우리 銀河系로 構成되어 있다는 것이었다. 후커 望遠鏡을 使用하여, 에드윈 허블 은 여러 나선 星雲에서 歲페이드 變光星 을 確認했으며 또한 1922~1923年에 안드로메다 星雲 과 三角形자리 가 우리 銀河 밖에 있는 完全한 銀河들임을 決定的으로 證明했고, 따라서 宇宙가 수많은 銀河들로 構成되어 있음을 證明했다. ^[217]

現代 物理 宇宙論 의 時代는 1917年에 始作되었으며, 이때에 알베르트 아인슈타인 은 宇宙의 構造와 力學을 모형화하기 爲해 처음으로 一般 相對性理論 을 適用했다. ^[218] 이 時代의 發見들과, 또한 答이 없는 質問들은, 위 절들에 要約되어 있다.

같이 보기 [ 編輯 ]

노트 [ 編輯 ]

各州 [ 編輯 ]

參考 文獻 [ 編輯 ]

• Bartel, Leendert van der Waerden (1987). "The Heliocentric System in Greek, Persian and Hindu Astronomy". Annals of the New York Academy of Sciences . 500 (1): 525?45. Bibcode: 1987NYASA.500..525V .
• Landau L, Lifshitz E (1975). The Classical Theory of Fields (Course of Theoretical Physics) . Vol. 2 (revised 4th English ed.). New York: Pergamon Press. pp. 358?97.
• Liddell, H. G. & Scott, R. (1968). A Greek-English Lexicon . Oxford University Press.
• Misner; C.W.; Thorne; Kip; Wheeler; J.A. (1973). Gravitation . San Francisco: W. H. Freeman. pp. 703?816.
• Raine, D. J.; Thomas, E. G. (2001). An Introduction to the Science of Cosmology . Institute of Physics Publishing.
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• Rees, Martin, ed. (2012). Smithsonian Universe (2nd ed.). London: Dorling Kindersley.

外部 링크 [ 編輯 ]

• NASA/IPAC Extragalactic Database (NED) / (NED-Distances) .
• There are about 10 ⁸² atoms in the observable universe ? LiveScience , July 2021.
• This is why we will never know everything about our universe ? Forbes, May 2019.