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우주의 끝없는 팽창: 정상 상태 우주 이론이 끝없는 공간을 설명할 수 있는 이유는 무엇입니까?
우주론에서는 정상상태 모델, 즉 정상상태 이론이 빅뱅 이론의 대안을 제시합니다. 정상상태 모형에 따르면, 우주가 팽창함에 따라 우주에서 물질의 지속적인 생성으로 인해 물질의 밀도는 일정하게 유지되며, 관측 가능한 우주는 언제든지 존재한다는 완전우주론의 원리를 따른다. 항상 어디서나 동일합니다.
정상 상태 우주 모델은 우주에 시작도 끝도 없다는 것을 암시합니다. 그러나 이 견해는 관측에 있어 점점 더 많은 어려움에 직면해 있습니다.
역사를 되돌아보면 우주 팽창은 에드윈 허블의 관측을 통해 발견되었습니다. 당시 아인슈타인이 1917년에 제안한 정적 우주 모델은 불안정한 것으로 간주되었습니다. Georges Lemaître가 처음 제안한 빅뱅 이론은 우주의 나이는 유한하며 냉각, 팽창, 중력 붕괴를 통해 진화한다고 주장합니다. 정상상태 모델에서는 우주가 팽창하고 있음에도 불구하고 그 모습은 시간이 지나도 변하지 않으며 이는 완전우주론의 원리와 일치한다. 이론의 개발자인 Hermann Bondi, Thomas Gold 및 Fred Hoyle은 우주의 지속적인 창조 과정을 제안하는 중요한 1948년 논문을 발표했습니다.
그러나 1950년대와 1960년대 관측을 통해 정상상태 모델에 문제가 나타나기 시작했습니다. 당시의 관찰은 우주가 실제로 변화하고 있음을 보여주었습니다. 퀘이사 및 전파은하와 같이 극도로 밝은 은하계가 없는 광원은 먼 거리에서만 발견됩니다. 즉, 과거에만 존재했으며 정상상태 모델에서 예측한 분포와 다릅니다. 빅뱅 이론의 예측이 확인되었고 후속 통계 테스트에서는 정상 상태 모델의 타당성을 신속하게 배제했습니다.
관찰 증거는 우주가 정지되어 있지 않다는 것을 보여 주며, 이는 빅뱅 이론의 지배력에 기여한 발견입니다.
우주 마이크로파 배경 복사의 발견은 또한 정상 상태 모델의 또 다른 실패를 의미합니다. 이 복사의 균일성과 거의 이상적인 흑체 스펙트럼은 대부분의 별먼지 발생원의 생성으로는 설명하기 어렵습니다. 이는 빅뱅 이론의 타당성을 분명히 나타냅니다. 이론의 지지자들 사이에서도 결함에 대한 희망은 점점 더 무시되고 있습니다. 이러한 환경에서 정상상태 모델의 매력은 점차 줄어들고, 그 지지자들은 반박할 수 없는 현실에 직면하게 됩니다.
관찰 결과 외에도 정상상태 이론의 기본 가정 중 하나인 우주론적 원리도 최근 몇 년간 도전을 받고 있습니다. 우주에 대한 최근 관측은 우주가 모든 방향과 위치에서 완전히 대칭이 아니어서 정상상태 모델의 효율성을 방해한다는 것을 보여줍니다. 이 시점까지 과학자들은 우주 마이크로파 배경 측정에서 반구 편향을 포함하여 몇 가지 명백한 이상 현상을 발견했습니다.
많은 새로운 대규모 구조 발견이 균일성에 대한 요구 사항에 도전하고 있으며, 그 중 일부는 표준 모델이 설명할 수 있는 범위를 뛰어넘습니다.
1993년에 과학자 Fred Hoyle, George Burbage 및 Jayant Narlikar는 준정상 상태 우주론(QSS)이라는 새로운 정상 상태 관점을 제안했습니다. 이 모델은 초기 정상상태 이론이 처리하지 못한 새로운 관측 데이터를 설명하려고 시도하며, 우주가 끊임없이 생성되는 동안 다른 미니뱅도 발생한다고 제안합니다. 그러나 새로운 아이디어에도 불구하고 QSS 모델은 여전히 주류 과학자들에 의해 해결되지 않은 문제가 많이 있는 것으로 간주됩니다.
일반적으로 정상상태 우주 이론은 제안 초기에는 어느 정도 지지를 받았지만, 관측 증거가 넘쳐나면서 그 위상은 점점 소외되었습니다. 오늘날 과학계는 빅뱅 이론이 우주의 기원을 설명하는 가장 좋은 모델이라는 데 거의 만장일치로 동의하고 있습니다. 그렇다면 우리 우주의 미래에는 어떤 상상과 발견이 펼쳐질까?
