아인슈타인은 왜 우주상수를 만들었나요?

Question

과학채널을 보다가 궁금한 점이 들었는데 고정값인 우주상수를 왜 만들었나요? 채널에서는 자세한 설명없이 우주상수를 언급만 해서 이렇게 물어봅니다.

Answer 1

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

먼저 우주 상수는 시공간을 기술하는 아인슈타인 장 방정식( Einstein's field equation)에서 나타나 우리 우주를 해석하는데 큰 기여를 하였습니다. 아인슈타인 장 방정식을 이끌어 낼 때, 우주 상수 항이 나타나는 이유는 에너지 보존 법칙(연속 방정식)을 만족하는 조건 때문입니다. 조금 수학적인 이야기지만 미분 방정식을 풀어냄에 따라 상수항을 넣을 수 있었기 때문에 상수항을 넣어 아인슈타인 장 방정식을 완성하였죠. 그런데 이 상수항이 곧 진공의 에너지 밀도를 의미하는 우주 상수가 됩니다. 처음에는 이 항의 의미를 파악하지 못하였지만 얼마 지나지 않아 파악하게 되었고 의미있는 항이 되었죠. 그리고 이 상수항은 거의 0에 가까운 값을 갖지만 0은 아닙니다. 이 우주 상수를 측정하려는 연구도 지속되고 있습니다.

Answer 2

우주상수는 아인슈타인이 팽창하지 않는 우주에서 일반 상대성 이론을 적용하기 위해 만들었습니다.

아인슈타인은 우주상수 도입이 자신의 일생 최대 실수라고 하였으나,

암흑에너지의 개념에서 큰 역할을 하게 되었습니다.