빅뱅의 최초의 한 점이 오히려 팽창하게 된 이유가 뭘까요?
지금 우주의 모든 물질이 한 점에 있었다면, 엄청난 열과 에너지, 압력, 중력 등으로 뭉쳐져 있었을 것 같은데 그렇다면 오히려 모든 걸 다 빨아들이는 블랙홀처럼 크기가 작아져야 하는 것 아닌가요?
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
우주의 초기 상태를 가정하면, 빅뱅 이론에 따르면 우주는 매우 작고 엄청난 열과 에너지로 가득 찬 상태였을 것입니다. 이후 우주는 팽창하면서 냉각되고 물질이 형성되었습니다. 블랙홀은 매우 큰 질량을 가진 천체가 중력에 의해 충분히 작아져서 광선도가 탈출할 수 없는 상태를 말합니다.
우주의 초기 상태와 블랙홀은 다른 개념이며, 우주의 초기 상태는 블랙홀과는 다른 과정을 거쳐 형성되었습니다. 블랙홀은 질량이 충분히 커서 중력이 광선도를 포획할 수 있는 정도로 강력한 경우에 발생합니다. 우주의 초기 상태는 빅뱅 이론에 따라 팽창하면서 형성된 것으로, 블랙홀과는 본질적으로 다른 현상입니다.
빅뱅 이론에 따르면, 우주의 초기에는 모든 에너지와 물질이 매우 높은 밀도와 온도를 가진 작은 공간 안에 집중되어 있었습니다. 이후에는 이 공간이 폭발적으로 팽창하면서 우주가 형성되었습니다. 이 폭발적인 팽창은 많은 에너지와 물질을 함께 확산시켰습니다.
이러한 팽창이 발생한 이유는 주로 두 가지 이론으로 설명됩니다.
1. 인플레이션 이론: 이론적으로, 우주 초기에는 짧은 시간 동안 인플레이션 기간이 발생했습니다. 이 인플레이션은 단기간 동안 매우 높은 에너지 상태를 유지하여 우주를 급격하게 팽창시켰습니다. 이 인플레이션 기간 동안 우주의 크기가 급격히 확장되었기 때문에 우주의 초기 밀도가 감소하고, 그 결과 물질과 에너지가 더 이상 블랙홀로 무너지지 않았습니다.
2. 연성과 열적 안정성: 빅뱅 이후 우주는 계속해서 팽창하고 있습니다. 이러한 팽창은 중력과 반대되는 역작용을 가지고 있습니다. 초기에는 매우 높은 밀도와 온도에서 시작했지만, 우주가 팽창함에 따라 밀도와 온도가 점점 낮아지고, 더 이상 모든 물질이 한 점에 집중되지 않게 되었습니다.
이러한 이유로 인해 초기 우주의 한 점이 폭발적으로 팽창하게 되었으며, 블랙홀처럼 크기가 작아져서 모든 것을 빨아들이지 않았습니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
우주의 모든 물질이 한 점에 집중된다면 엄청난 밀도와 중력으로 블랙홀처럼 작아질 가능성이 높습니다. 하지만, 블랙홀과 다른 점은 빅뱅 직후의 상황과 같이 팽창하는 에너지가 존재한다는 것입니다. 이 팽창 에너지는 중력과 맞서 작용하여 블랙홀 형성을 막고 오히려 우주를 팽창시키는 역할을 합니다. 따라서, 모든 물질이 한 점에 있었다고 해도 블랙홀처럼 무한히 밀집되는 것이 아니라 팽창 에너지와 중력 사이의 균형에 따라 새로운 우주를 형성하거나 빅뱅 이전의 상태로 회귀할 가능성도 존재합니다.