우주의 암흑에너지가 진공에너지라고 볼수 있나요?
아직까지 암흑에너지의 정확한 정체는 베일에 싸여 있습니다. 가장 유력한 가능성은 암흑에너지가 우주 공간 자체에 내포된 공간의 에너지, 바로 진공에너지라는 것 입니다. 최근 발표된 논문은 놀랍게도 진공에너지가 모두 블랙홀 속에 숨어 있다고 합니다. 블랙홀이 우주의 가속 팽창을 일으키는 암흑에너지의 진짜 기원이라는 것입니다. 과연 암흑에너지가 진공에너지라 볼수 있나요?
6개의 답변이 있어요!안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
요세 각광받는 우주탄생설중 인플레이션 이론이란게 있는데, 거기서 빅뱅이전의 초기우주를 팽창시킨 에너지가 진공에너지라고 하더군요.
이 이론은 빅뱅이전에 어떻게 빅뱅이 발생하였는가를 추정하는 이론인데요... 아직 100% 확신은 못하고 있어요.(사실은 빅뱅도 100% 확신은 못합니다. 99% 확신할 뿐입니다. 인플레이션 이론은 한 20%정도나 확신할까... 여하튼 현재 제기된 우주탄생설중에서는 가장 확신되는 이론입니다.)
제가 읽은 책들을 기반으로 이 이론에 대해 간략히 설명해 드릴께요. 제가 그 책 내용을 100% 다 기억하는건 아니라 확신은 하지 못하지만, 그래도 대강 큰 줄기는 맞을거라 생각합니다.
우주는 처음에 터널효과에 의해 발생합니다. 터널효과란 더 에너지가 높은 장벽을 에너지가 낮은 입자가 통과해 지나갈수 있다는 이론으로, 좀 간단히 설명해 보자면, 야구공을 시멘트 벽을 향해 던졌는데, 야구공이나 시멘트벽에 아무런 흠집이 없이 야구공이 관통할수도 있다라고 하는 이론입니다. 좀 황당하죠? 근데, 실제로 원자의 세계에서는 이런일이 비일 비제하게 발생한답니다. 현재 만들고 있는 펜티엄 CPU 같은것도 워낙 작은 공간안에 구멍을 일일이 뚫고 전선을 만들수 없다보니, 이런 방식을 이용하는 부분이 굉장히 많답니다.
여하튼 우주는 처음에 터널효과에 의해 10^-33 m 라는 작은 크기로 태어납니다. 이 공간안에는 아무것도 존재하지 않으며, 그 밖이란 공간은 존재하지 않습니다. 여하튼 이 공간은 내부에 아무것도 없으며 이 무의 공간은 순간적인 상전이를 일으키기 시작합니다. 이 상전이에 의해 발생되는 에너지를 우리는 진공에너지라고 하죠. 이 진공에너지는 우주를 크게 팽창시키게 됩니다. 그 팽창속도는 현재의 팽창과는 비교도 안될 정도로 빠른 속도의 팽창을 하죠. 이렇게 우주는 갑자기 커지게 되고, 이때 중간중간에 비는 새로운 공간들이 기하급수적으로 늘어납니다. 이 늘어난 공간들도 역시 상전이에 의한 진공에너지를 발산하죠. 그러면서 구진공과 신진공간의 에너지 레벨에 차이가 생기기 시작합니다. 이 에너지 레벨에 의해 에너지들은 구진공속으로 압축되기 시작하고, 이 압축된 에너지는 또다시 터널효과에 의해 우주의 장벽을 뚫고,(이 장벽이란 물리적인 장벽이 절대로 아닙니다. 오히려 차원장벽이라고 해야 맞는 말이죠.) 또다른 아들우주를 만들어 내게 됩니다. 이 아들우주는 다시 상전이의 진공에너지로 팽창을 하고, 다시 손자우주를 만들어 냅니다. 이런식으로, 엄청나게 짧은 시간동안 우주는 어마어마한 크기로 팽창함과 동시에 또 수도없이 많은 수의 우주가 태어납니다. 이때 대부분의 우주들은 그 팽창이 계속 일어나다가 중간에 균형이 허물어져 붕괴되어 소멸됩니다.
처음에 이 이론이 인플레이션 이론이라고 했는데, 인플레이션이란것은 완전히 뻥튀기처럼 물가가 오르는걸 지칭하기도 하죠. 즉 말도 안되는 거품처럼 왕창 커지는 현상을 설명하기 위해 인플레이션이란 이름을 붙인 겁니다. 사실 다른 이름으로 거품우주론이라고도 합니다. 마치 수많은 거품들이 부글부글 끓어올랐다가 사라지는 것처럼 나타나는 이론이니까요.
하지만 극히 일부의 우주는 붕괴되지 않고 살아남죠. 이 살아남은 우주중 우리우주도 존재했던 겁니다. 그렇게 살아남은 우리우주는 계속 쌓여만 가던 상전이 에너지가 어느 시점을 기준으로 한꺼번에 풀려나오게 됩니다. 이렇게 방대한 에너지가 풀려나오게 되고, 이 현상을 우리는 빅뱅이라고 부른다는 것입니다. 그 이후 우리우주는 팽창속도가 현재와 같이 느려지게 되고, 물리법칙도 지금과 비슷해지게 된 것이죠.
암흑에너지가 진공에너지인가에 대한 학계의 견해는 아직 분분합니다. 일부 이론은 암흑에너지가 진공에너지의 일종이라는 것을 지지합니다. 진공에너지는 공간 자체에 내재되어 있고, 그 중 일부는 우주의 가속 팽창을 설명하기 위해 사용됩니다. 그러나 진공에너지와 암흑에너지는 완전히 다른 개념입니다. 암흑에너지는 우주의 가속 팽창을 설명하기 위해 도입된 개념으로, 우주의 가속 팽창 속도를 측정할 때 사용되며, 진공에너지는 양자역학에서 유래한 개념으로서, 진공 상태에서 입자와 반입자가 양자 플라즈마 형성하는 등의 현상을 설명합니다. 따라서 둘은 서로 다른 개념이며, 암흑에너지가 진공에너지와 관련이 있는지에 대해서는 아직 학계에서 확실한 답변이 없습니다.
안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
암흑에너지는 은하의 팽창(후퇴)속도를 측정해보니 가속도를 가지고 후퇴하고 있는 놈들이 있어 그렇다면 우주가 가속팽창하고 있는 셈인데 그러려면 그 가속도를 내주는 에너지가 있어야 함.
이도 정체불명의 에너디라서 암흑에너지라 이름 붙혔으며 이 놈은 암흑물질보다 더 정체를 알 수 없는 오리무중임.
우주의 암흑에너지는 아직 정확한 정체가 밝혀지지 않았지만, 진공에너지가 가능성이 있습니다. 최근 발표된 논문에서는 진공에너지가 블랙홀 속에 숨어 있다는 가설이 제시되었는데, 이는 우주의 가속 팽창을 일으키는 암흑에너지의 원천이 블랙홀에 있을 수 있다는 것을 시사합니다. 하지만 이는 아직 과학계에서 확인되지 않은 가설에 불과하며, 정확한 기원과 성질에 대한 연구가 필요합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
우주의 암흑 에너지와 진공 에너지는 서로 다른 물리적인 현상입니다.
진공 에너지는 양자역학에서 유래한 개념으로, 공간 자체가 에너지를 지니고 있다는 가설입니다. 진공 상태에서도 에너지가 존재하며, 이를 제로 포인트 에너지라고도 합니다. 하지만, 이 에너지는 그 크기가 매우 작아서 현재까지는 직접적인 측정이 어렵습니다.
반면, 암흑 에너지는 우주의 현상 중 하나로, 우주의 가속 팽창이 빨라지는 원인 중 하나라고 추측되고 있습니다. 이는 현재까지 관측된 우주의 질량과 에너지 합을 계산했을 때, 예상보다 우주가 더욱 빨리 팽창하고 있다는 것을 발견하면서 추론되었습니다. 이러한 현상을 설명하기 위해, 암흑 에너지가 존재하는 것으로 추정되고 있습니다.
따라서, 진공 에너지와 암흑 에너지는 서로 다른 물리적인 현상으로, 직접적인 연관성은 없습니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.암흑 에너지와 진공 에너지는 서로 다른 물리적 개념입니다.
진공 에너지는 양자 역학에서 설명되는 현상으로, 공간 자체에 에너지가 존재하는 것을 의미합니다. 이러한 에너지는 가상 입자들이 짧은 시간 동안 생성되어 소멸하는 과정에서 발생합니다. 진공 에너지는 실험적으로도 확인되어 있으며, 양자 전자론에서는 중요한 개념 중 하나입니다.
반면 암흑 에너지는 우주의 가속화된 팽창 현상에서 설명되는 개념으로, 우주의 대부분을 차지하고 있는 것으로 추정되며, 존재 여부는 아직 완전히 밝혀지지 않았습니다. 암흑 에너지는 진공 에너지와는 다른 물리적 개념이며, 현재의 물리학 이론에서 설명되지 않는 문제 중 하나입니다.