인간이 사는 시기는 우주 역사 전체로 보면 찰나에 불과합니다. 하지만 인간은 과학을 통해 우주의 탄생과 끝을 예측할 수 있습니다. 사실 우주가 어떻게 진화할 것인지에 대해서는 과학자마다 의견이 완전한 일치를 보지는 못하고 있지만, 여러 연구팀이 다양한 모델을 통해서 우주의 탄생과 미래를 예측하고 있습니다.
밴더빌트 대학(Vanderbilt University)의 수학 교수인 마르셀로 디스콘치(Assistant Professor of Mathematics Marcelo Disconzi)와 그의 동료인 물리학자 토마스 켑하트, 로버트 쉐러(physics professors Thomas Kephart and Robert Scherrer)는 저널 Physical Review D에서 발표한 모델에서 우주의 탄생인 빅뱅에서 모든 것이 분해되는 마지막 순간인 빅립까지의 과정을 한 장의 그림으로 요약했습니다.
(빅뱅에서 빅립까지. A time line of life of the universe that ends in a Big Rip. Credit: Jeremy Teaford, Vanderbilt University )
우주의 탄생을 빅뱅이라고 보면 현재는 우주 탄생 이후 137억년 정도의 시기입니다. 우주가 한 점에서 팽창해서 현재의 거대한 크기에 이른 시기이죠. 그런데 우주를 구성하는 에너지의 대부분은 아직 정체를 모르는 암흑에너지입니다. 이 에너지는 일종의 척력(밀어내는 힘)으로 작용해서 우주를 더 빠르게 팽창시킵니다.
결국 현재 이론에서 가장 가능성 있는 우주의 미래는 우주가 급팽창하면서 은하, 별, 행성, 그리고 마지막에는 원자까지 쪼개지는 빅립(Big rip)이 발생하는 것입니다. 하지만 사실 현대 우주론에서는 여러 가지 가능성 있는 이론들이 존재합니다. 차가운 우주라는 뜻의 빅 프리즈(big freeze) 같은 대안들이 있는 것이죠.
우주가 원자까지 다 쪼개지는 빅립 상태로 갈지말지는 암흑 에너지의 힘과 우주의 물질들이 서로 당기는 힘 - cosmological viscosity - 가 어느 정도 균형을 이룰지 알아야 합니다. 이번에 새롭게 제시된 모델에서는 빅립이 일어날 수 있는 경계점인 "phantom barrier"가 존재하지 않으며 우주의 마지막은 빅립으로 끝난다고 결론을 내렸습니다. (위의 그림)
이 모델에서는 빅립이 생각보다 빠른 220억년 후 발생하는 것으로 되어 있습니다. 이 모델이 옳다면 우주는 이 시기에는 아무것도 없는 텅빈 공간으로 남게 될 것입니다.
사실 우주론은 다양하게 발전하고 있으며 매번 새로운 모델이 제시되고 있습니다. 과연 어느 이론이 실제와 가장 부합할지는 앞으로 연구의 대상이지만, 우리가 살아 생전에는 그 결론 (즉 우주의 끝)을 볼수는 없는 일입니다. 우리가 세상에서 사라지고 난 먼 미래의 이야기니까 말이죠.
참고
댓글
댓글 쓰기