이 질문이 아마도 전문 천문학 자에게는 어리석은 일인 것 같습니다.
이 질문은 결코 바보가 아닙니다. 당신의 질문은 우주론 (우주가 어디에서 왔는지, 어떻게 진화하고 있으며 어떻게 운명이 될지에 대한 연구)에 관한 일반적인 질문입니다. 언론은 종종 이러한 개념을 끔찍하게 정돈하여 많은 혼란을 초래합니다 (모든 과학 정보 중에서 우주론을 정확하게보고하는 데 가장 어려운 시간 인 것 같습니다). 당신의 조사는 확실히 좋은 것입니다.
천문학 자들이 초기 우주가 작았다고 말할 때, 그들은 단순히 "우리의 관측 가능한 우주에 해당하는 우주의 일부가 작았 다"는 의미입니까?
글쎄, 그들은 보통 우주 전체를 말합니다. 마지막 문단에서는 이것이 관측 가능한 우주에 무엇을 의미하는지 설명합니다.
그것이 무한하다면, 유아기에서도 무한해야 할 것 같습니다. 실제로, 그것은 "제한된"것으로 보이며 빅뱅에서도 무한해야했습니다.
당신은 진실에 더 가깝습니다. 우리가 우주의 확장에 관해 이야기 할 때, 우리는 모든 사물 사이에 공간이 만들어지고 있다고 말합니다.
언급했듯이 우주는 무한 할 수 있습니다. 공과 같지 않고 평평한 격자와 같으며 "확장"은 격자에있는 물체 사이의 거리가 멀어짐을 의미합니다. 본질적으로 객체 사이에 더 많은 공간이 생성되고 있습니다. 이것이 확장이라는 의미입니다. 개체 사이에 더 많은 공간이 만들어지기 때문에 개체가 서로 멀어지고 있습니다. 아래는 이것을 보여주기 위해 만든 GIF입니다.
이것을 설명하는 더 유용한 방법은 그리드가 확장되고 있다는 것입니다. 좌표 시스템으로서 공간 자체가 커지고 있습니다. 비유로, 당신의 개를 걷고 있다고 상상해보십시오. 갑자기 땅이 당신 사이에서 확장되기 시작합니다. 당신과 당신의 개는 분리되어 서로 멀어 질 것입니다.
우리 우주에서도 같은 일이 일어나고 있습니다. 그리드가 실제로 성장하고 있으며 개체가 그와 함께 스윕되고 있습니다.
자, 이제 핵심 개념을 이해 했으므로 용어를 조금 더 소개하겠습니다. "우주의 스케일 팩터"는 현재와 비교하여 우주가 얼마나 확장되었는지를 나타냅니다. 예를 들어, 10 억년 동안 스케일 팩터가 3이면, 우주의 모든 물체가 현재와 비교하여 서로 3 배 더 먼 것을 의미합니다. 7 억년 전의 스케일 팩터가 0.8이라면, 그 당시 모든 것이 0.8 배로 더 가깝습니다. 정의상, 스케일 팩터는 현재 1입니다.
따라서 우주가 지금 확장하고 있다면 시간을 거슬러 올라감에 따라 우주가 더 작아 질 것으로 예상됩니다. 즉, 스케일 팩터는 더 작습니다. 일반 상대성 이론에 따르면 규모는 138 억 년 전부터 0으로 추정됩니다. 이것은 모든 물체가 우리와 현재 거리의 0 배가 될 것임을 의미합니다. 즉, 공간이 없을 것입니다.
공간이없는 우주가 불가능하다고 생각하면 맞습니다. 분명히 모순이 있습니다. GR에서는 공간이없는 시공간을 가질 수 없습니다.
우리의 현대 물리 이론은 모순 된 순간에 몇 분의 1 초 만에 훌륭하게 작동하며, 우리의 관찰은 초기 밀도가 매우 조밀하다는 아이디어와 일치합니다. 그러나 우주가 더 이상 정확하지 않을 때까지 우주를 모형화하려고 할 때 우리의 이론은 무너져서 가장 흥미로운 순간을 설명하지 못합니다.
이것이 바로 빅뱅의 순간이 우주론에서 가장 큰 신비 중 하나 인 이유입니다. 양자 중력과 같은 이론은 빅뱅 근처의 조건을 설명하려고 시도했지만 현재로서는 충분하지 않습니다.
나는 강의에서 빅뱅 직후에 자몽의 크기 또는 그와 비슷한 크기의 우주가 작다는 강의를 자주 듣는다.
실제로, 문제는 "우주"라고 할 때의 모호성에서 비롯됩니다. 이 경우, 그들은 실제로 볼 수있는 관측 가능한 우주를 말합니다. 관측 가능한 우주는 지금의 반경과 비교할 때 빅뱅 시대에 비해 훨씬 작았습니다.
그 반지름은 실제로 우주의 스케일 팩터 *에 의존하기 때문입니다. 즉, GR이 스케일 팩터를 0으로 예측하는 순간에 관측 가능한 유니버스의 크기도 0으로 예측됩니다.
위에서 설명한 것처럼 스케일 팩터가 0이 될 수 없기 때문에 분명히 그럴 수 없습니다. 그러나, 우리는 할 수 없는 작은 (비록 "자몽"비교를 위해 임의의 선택을 보이는 경우 관찰 우주가 하나 개의 점에서 가능성이 자몽의 크기라고 합리적인 확신을 가지고 말한다. 실제로 종이를 찾을 수없는 첫 번째 사용이 비유, 그래서 그들이 원래 의미했던 것은 약간 불분명합니다).
* 거리 측정은 실제로 우주론에서 약간 까다 롭습니다. 어떤 경우에는 우주의 팽창을 무시하면서 물체의 거리 나 움직임에 대해 이야기하고 싶습니다. 많은 용어를 배울 필요가 없도록, 나는 지금 관측 가능한 우주의 크기에 대해 이야기 할 때 우주의 확장을 고려하고 있습니다. 관측 가능한 우주는 또한 우주의 확장 외에 다른, 즉 우리에게 도달하는 더 많은 은하계의 빛으로 인해 자랍니다.