천문학과 물리학에서 이야기하는 우주상수가 무엇인가요

Question

천문학과 물리학에서 이야기하는 우주 상수 즉 정해진 값이 왜 있는것이며 이 우주상수를 이야기해서 풀어나가는것인지 이유가 궁금합니다

Answer 1

우주상수란 아이슈타인이 일반상대성 이론의 방정식에 인위적으로 추가한 항으로서 우주 공간 자체가 갖는 고유의 에너지 밀도 또는 반중력효과를 설명하는 것으로 수식적으론 일반 상대성 방정식에서 Λ로 나타내게 되며 이 값이 0이 아니면 우주는 정지하거나 수축하지 않고 팽창하거나 가속될수 있다고 봅니다. 아이슈타인은 정적인 우주를 만들고 싶어했는데 우주가 정적인 상태가 되기 위해서 자연적인 중력 수축을 상쇄할 항을 방정식에 추가할 필요가 있었지요. 이후 허블이 1929년 우주 팽창을관측하면서 아이슈타인은 우주상수를 본인의 인생에 최대 실수라고 이야기하기도 하였다지요. 하지만 1998년 초신성 거리 관측 실험을 통해 우주의 팽창이 느려지는 게 아니라 점점 빨라진다는 것을 확인한 결과 이 가속팽창을 설명하기 위하여 다시 물리학의 중심으로 우주상수가 부활하게 되었고 단순한 수학적인 장치가 아니라 실제 물리적인 효과인 암흑에너지로 해석하고 있습니다. 현재 관측 한 우주의 우주상수값은 매우 작지만 0은 아니며 이 값은 우주의 전체 에너지 밀도 중 약 68%를 차지하는 암흑에너지의 효과와 일치하게됩니다. 하지만 이 값이 이론적으로 예측되는 값과 어마어마한 차이가 나기에 물리학에선 최대의 미해결 문제중 하나로 알려져 있습니다!