우주의 형태는 구형이라고 볼 수 있을까요?

Question

우주배경복사 이미지를 보면 우주를 눌린 구형의 형태로 표현하고 있던데 그렇다고 우주는 구형인 것인가요?

현재도 우주는 끊임없이 팽창 중인 것으로 알고 있는데 만약 우주가 팽창하지 않는 상태라면 우주를 한 바퀴 돌아서 다시 원래 위치로 오는 것이 가능한가요?

Answer 1

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

빅뱅이 점에서 시작하여 모든방향으로 퍼지기 시작하였으므로 구 형태일 수 있고, 우주복사배경의 균일하지는 않으므로 완벽한 구 라기보다는 인간의 눈으로는 울퉁불퉁한 구 형태일 수 있겠습니다.

감사합니다.

Answer 2

우주의 형태가 구형이라면 우주에 중심이 있다는 의미가 됩니다.

하지만 우주에는 중심이 없습니다.

우주를 비유해서 표현할 때는 풍선을 이용합니다.

우리의 은하는 풍선에 있는 하나의 점이고, 이 풍선은 점점 팽창합니다.

하지만 풍선은 팽창하더라도 점은 계속해서 점입니다.

그래서 우리 은하 또는 태양계는 서로 우주가 팽창하는 것을 느끼지 못합니다.

Answer 3

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

크게 세가지 형태를 보고 있습니다. 평평한 우주, 쌍곡선(말안장) 우주, 구형 우주 세가지로 나뉘며 관측가능한 물질의 비율에 따라 우주의 형태가 정해집니다. 관측 가능한 물질은 우리를 이루고 있는 물질이며, 우리가 볼 수 없는 암흑에너지(우주 팽창 에너지), 암흑물질(질량을 가진 물질)간의 비율을 따져 형태를 결정합니다.

우주가 어떤 모양을 가졌는지에 대한 문제는 아직 풀리지않았으며 지속적인 연구에 있습니다.

그렇지만 현재로썬 평평한 우주가 유력합니다. 평평하다는것이 3차원적으로 납짝하고 공간이 없는 것이아니라 3차원상에서 임의의 방향을 기준으로 계속나아간다면 제자리로 돌아오지 않으며, 어느 위치나 곡률이 0을 의미합니다. 또한 물질의 밀도는 우주가 지속적인 팽창을 할 정도입니다.

지구의 경우 앞으로 나아가면 제자리로 돌아오는데, 이러한 특징의 우주는 구형우주(곡률이 양수)이며 물질의 밀도가 매우 크기 때문에 시간이 지나 우주는 수축하게됩니다. 물질의 밀도가 암흑에너지 밀도보다 크면 팽창보다 중력에 의한 수축이 일어나기 때문입니다.

쌍곡 우주는 곡률이 음수이며 물질의 밀도가 매우 작아(암흑에너지의 밀도가 커) 가속 팽창하는 우주입니다.

즉, 현재 관측된 물질의 밀도는 평평한 우주를 지지하며, 현재까지 정립된 이론이나 관측 대이터를 따라 지속적인 팽창을 할 것으로 예측됩니다.

이러한 사실은 훗날에 더 유력한 연구결과에 따라 뒤바뀔 수 있습니다.