Q. 우주의 암흑에너지가 진공에너지라고 볼수 있나요?
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.