🚀궤도사령부(궤도)

우주'팽창'질뭄!

질문

질문애호가

23.05.02

우주가 팽창한다

이건이제 우리궤도사령부분들은 너무 잘알고있는 이론입니다

문득 생각한 궤도의 접근법으로

팽창이라는 단어자체릉 생각해봤는데요

근데 이 팽창이라는게

우주의공간사이에 공간이 생기는건지

아니면 흔히들 예를 들어서 풍선처럼 부풀어지는듯이!? 우주 자체공간이커지는건지

또 아니면 모든 입자들의 공간이커져서 커지는건지..(이건아닌듯함)

안될과학에서 본 기억에는 우주가 말 안장?모양으로생겼다고하는걸 대충기억하는데 어떤 모양인지 정확하지는않아도 엄연히 높이와 길이가있늘텐데 길이가 길어지는건지 또높이도 똑같이 비례해서넓어질지

계속쓰다보니 질문만 늘어지네요

이 우주의팽창이라는 걸 설명해주실분..? 🧐

슈윙거팬티도둑파인만

23.05.02

우주의 팽창은 단순히 풍선 생각하시면 편합니다. 풍선이 늘어나는 것도 관점에 따라서 공간 사이에 공간이 생기는 것으로도 이해하실 수 있겠고요.

그리고 안장 모양은 공간의 곡률이 음수인 경우를 뜻합니다. 여기서 곡률은 우리가 생각하는 휘어짐과는 다릅니다. 평평하면서도 곡률을 가질 수 있기 때문이죠.

사실 공간의 곡률이 음수인 경우를 생각하려면 말 안장보다도 풍성하게 자란 상추잎이 훨씬 이해하기 쉽습니다. A4 용지에 상추잎을 찍어 누르려면 상추잎 끝부분이 서로 겹쳐져야 하잖아요? 반대로 절반으로 잘라낸 공을 A4 용지에 찍어 누르려면 공의 끝부분이 무조건 찢어져야 하죠. 이 말은 상추잎은 중심에서 바깥으로 나갈 수록 길이가 남는다는 이야기고, 반대로 공은 중심에서 바깥으로 나갈 수록 길이가 부족하다는 말이죠.

다만 현재까지의 관측에 따르면 우리 우주는 A4 용지와 같다고 보고 있습니다. 따라서 우주를 상상하시려면 말 안장보다도 A4 용지를 떠올리셔야 겠네요.

질문애호가 글쓴이

23.05.02

우선 답변 너무감사합니다!

몇가지 더 궁금한게있는데

이 공간이라는 팽창이 우선 입자 즉 원자들이커진다(원자의전자사이의거리또는전자나 원자자체의크기)는 말인안되는거같으니 즉 흔히말하는 진공 아무것도 없는 곧의크기가 커진다 라는개념으로 이해하면되겟죠??근데 여기서 완전한진공은 없거나 아주짧은시간으로밖에만들지못하는걸로알고있는데(쌍생성소멸등등)

그럼 그찰나에순간에커진다는건지..궁금하네요

그리고 댓글해주신 우주의모형 답변 정말감사합니다 아니 상추잎과a4용지는 직접생각하신건가요 ㄷㄷ 인용했다거쳐도 이걸 풀어서쓰신다는게 대단하시네요

슈윙거팬티도둑파인만

23.05.02

진공에 대해 이야기하시는 걸 보니 양자론적인 사고방식을 생각하고 계시는 것 같습니다만, 양자론적인 사고방식으로 이해하시려면 입자성이라는 애매모호한 개념을 버리셔야 합니다. 현대 물리에서는 전기장과 자기장을 광자로 이해하듯이, 전자, 양성자도 사실은 어떤 "장"이 꾸물거리며 움직이는 것으로 이해합니다.

공간과 "장" 사이의 관계는 마치 커다란 천과 천의 미세한 떨림(파동)으로 이해할 수 있습니다. 공간에서 "장"을 없애버려서 진공을 만드는 것이 상당히 어렵듯이, 천의 미세한 파동을 완벽히 없애는 것도 매우 어려운 일이죠.

우주에서 공간이 커지는 경우는 천이 점점 늘어나는 상황으로 비유할 수 있습니다. 다만 일반적인 천은 팽팽하게 잡아당기면 천에 걸리는 장력이 점점 세져서 천의 파동이 더 빨라지니까 우리 우주를 상상하실 때에는 아무리 늘려도 같은 장력을 유지하는 신기한 천을 상상하셔야 합니다. 그리고 우리를 비롯한 모든 물질들은 그런 신기한 천 위에서 움직이는 미세한 파동들입니다.

이렇게 보신다면 굳이 공간과 입자를 구분하실 필요가 없지 않을까요? 단지 우리는 공간이 팽창함에 따라서 같이 커지고 있을 뿐이죠. 우리가 이를 느끼지 못하는 이유는 우주 팽창이 너무나도 큰 스케일에서 벌어지는 일이기 때문이며, 전자기력이 전자와 양성자가 서로 떨어지는 것을 막아주고 중력이 우리가 지구에서 멀어지는 것을 막아주기 때문이기도 하죠.

빅 립 이라고 현실성은 좀 떨어지지만 우주가 매우 빠른 속도로 가속팽창해서 모든 물질들을 서로 떨어트려버린다는 가설도 있습니다. 이 경우에는 우주 팽창이 너무 빨라서 원자가 원자핵과 전자, 나아가서 원자핵도 양성자, 중성자, 쿼크로 분리된다고 합니다. 하지만 지금 우리 관측 데이터만 봤을 때에는 그렇게 극단적인 일은 잘 일어날 것 같지 않네요.

그리고 상추잎은 다른 잎이나 실뜨개로 대체될 수도 있지만 주로 쌍곡기하학 다룰 때 많이 쓰는 비유입니다. 쉽게 다가왔다니 저도 좋네요

@질문애호가