지구과학·천문우주
Q. 우주는 어떻게 시작이 되었는지 궁금합니다.
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.우주의 시작을 설명하는 가장 널리 받아들여지는 이론이 빅뱅이론이지요~ 우주가 138억년전에 매우 뜨겁고 밀도가 무한히 큰 하나의 점에서폭발하며 시작되는 과정을 이야기합니다. 빅뱅이론은 우주의 초기 상태를 설명하며 우주는 시간과 공간이 모두 포함된 특이점에서 시작되었다고 합니다. 이 특이점은 무한히 작은 크기와 무한히 큰 밀도를 가진 상태였으며, 그 안에는 현재의 모든 물질과 에너지가 집중되어 있었습니다. 이 특이점이 갑작스럽게 폭발하면서 우주가 시작되었습니다. 빅뱅 이후, 우주는 매우 빠르게 팽창하기 시작했습니다. 이 과정에서 시간과 공간이 함께 팽창하며, 현재 우리가 알고 있는 우주의 구조가 형성되었습니다. 초기에는 우주가 매우 뜨겁고 밀도가 높았으나, 시간이 지남에 따라 온도가 낮아지고, 물질이 응축되기 시작하면서 천체와 은하가 형성되었습니다. 빅뱅 이론에 따르면, 우주의 시작은 곧 시간과 공간의 시작을 의미합니다. 즉, 빅뱅 이전의 상태는 과학적으로 설명할 수 없으며, 빅뱅이 일어나면서 시간과 공간이 생성되었다고 봅니다. 빅뱅 이후 약 38만 년이 지나면서, 우주가 충분히 식어 빛이 자유롭게 이동할 수 있게 된 시점에서 방출된 빛이 지금도 우주의 모든 방향에서 관측됩니다. 이는 매우 약한 마이크로파 형태의 복사로, 빅뱅이 일어났다는 증거 중 하나입니다.
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Q. 거짓 진공우주로 인한 우주의 멸망은 어떤 이론인가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.거짓 진공우주 이론은 우리가 현재 살고 있는 우주가 진정한 안정 상태(진공 상태)에 있지 않을 수 있다는 이론으로서 우주는 현재 에너지가 아주 낮은 상태인 거짓 진공 상태에 있지만, 이보다 더 낮은 에너지를 가진 진정한 진공 상태가 존재할 가능성이 있습니다. 우주론에서 말하는 '진공'은 우리가 흔히 생각하는 빈 공간이 아닙니다. 우주의 진공 상태는 가장 안정된, 즉 최소 에너지 상태를 말합니다. 그러나 이 상태는 반드시 완전한 안정 상태가 아닐 수 있습니다. 거짓 진공에서 진정한 진공으로 전이하는 과정을 진공 붕괴라고 합니다. 이 과정에서 우주는 전혀 다른 물리적 법칙이 적용되는 새로운 상태로 변할 수 있습니다. 진공 붕괴가 발생할 경우 다음과 같은 일이 일어날 수 있습니다. 만약 우주에서 어느 한 지점에서 진정한 진공이 형성된다면, 이 진정한 진공은 매우 빠르게 주변으로 퍼져 나가면서 거대한 진공 붕괴의 거품이 생겨날 것입니다. 이 거품은 빛의 속도로 팽창하며, 거짓 진공 상태인 우주의 모든 부분을 삼킬 것입니다. 진정한 진공 상태로 전이되면, 현재 우리가 알고 있는 물리 법칙, 입자, 상호작용 등이 완전히 변할 수 있습니다. 양자장 이론에 의해 현재 안정적인 기본 입자들이 불안정해지거나, 물리 상수들이 급격하게 바뀌어 생명이 유지될 수 없는 환경이 조성될 수 있습니다. 즉, 우주의 기본 구조 자체가 무너질 수 있습니다.
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Q. 지구 자전이 멈추게 되면 진짜로 대규모 폭풍이 일어나게 되나요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.지구의 자전이 갑자기 멈추게 된다면 대규모의 재앙적인 현상이 발생할 가능성이 매우 큽니다. 지구 자전이 멈추면 지구상의 모든 것에 큰 영향을 미치며 그 중 하나가 거대한 폭풍이 될수도 있습니다. 지구는 자전하면서 적도에서는 시속 약 1,670km의 속도로 회전하고 있으며 자전이 갑자기 멈춘다면 지표면에 있는 모든 물체는 이 회전 속도에 의해 계속 운동하려는 관성을 갖게 합니다. 뉴턴의 제 1법칙에 따르게 되면 외부 힘이 작용하지 않는 한 물체는 현재의 운동 상태를 유지하려고 하기에 자전이 멈추면 지표 위의 물체들은 여전히 시속으로 움직이려고 하게 합니다. 대규모의 파괴가 발생할 수 있습니다. 모든 건물, 나무, 물체, 대양의 물 등이 엄청난 속도로 움직이며 지구 표면에서 날아갈 것이며 이는 막대한 피해를 초래할 수 있게 합니다. 지구의 자전이 멈추면 지구의 대기 역시 기존에 자전 속도에 따라 움직이던 관성에 의해 고속으로 계속 움직일 것입니다. 이로 인해 지표면과 대기의 속도 차이가 생기면서 거대한 폭풍이 발생할 가능성이 큽니다. 대기의 움직임이 갑자기 멈추지 않기 때문에, 초강력 바람이 지구 표면을 휩쓸게 됩니다. 이러한 바람의 속도는 현재의 태풍이나 허리케인과는 비교할 수 없을 만큼 강력할 수 있으며, 시속 수천 킬로미터의 폭풍이 불어닥칠 수 있습니다. 이는 전 지구적으로 대규모의 파괴를 일으킬 수 있습니다.