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천체물리/우주론
Q.보이드(void, 공동)란 무엇인가요?
2010-02-23
A.우주에는 지름이 수억광년 되는 빈 공간들이 존재하는데, 이러한 것을 공간의 보이드 (void, 공동)이라고 합니다. 우리가 은하단 이라고 하는 것은 이 보이드와 보이드 사이에 있다고 보면 됩니다. 이것은 마치 목욕탕의 비누거품을 연상하면 되는데, 우주는 이와 같이 비누거품구조를 갖고있다고 알려져 있습니다. 그렇다고 해서 이 보이드에 은하가 없는 것은 아닙니다. 현재 보이드 내에 은하가 발견되고 있습니다. 수억 광년은 우주의 크기에 비하여 큰 것이 아니지요.
어쨌든 보이드는 오히려 기존의 빅뱅이론이 더욱 옳다는 것을 증명하는 것입니다. 기존의 빅뱅이론 중에 빅뱅의 원인, 혹은 그 기원을 설명하는 이론 중에 인플레이션 우주론이라는 이론이 있는데, 간단하게 설명하면 빅뱅 직전에 우주가 상 전이를 하게 되는데 이 상 전이에 의하여 우주가 급격하게 팽창하였다는 이론입니다. 즉 우리가 물에서 수증기로 상 전이할 때 많은 기포가 생기게 되지요. 이와 같이 많은 기포가 우리 우주의 인플레이션 단계에 발생하여 현재의 우주의 큰 구조를 이루었다는 것입니다.
그런데 최근에 (1990년대)에 우주론에 아주 획기적인 사건이 있었는데 그것이 바로 COBE의 관측이었습니다. 이 코비 위성의 관측은 전파와 적외선에 관한 것으로, 그중 우주로부터 등방적으로 복사되고 있는 3K복사의 공간적 분포를 관측하는 것이었는데 그 결과는 아주 놀랄만한 것이었습니다. 이 복사는 빅뱅 후 약 1000년 후에 그 당시 물질에 갇혀있던 전자기파가 물질밀도가 떨어진 후에 사방으로 퍼져나간 것인데 그 결과는 빅뱅에서 예측한 바와 같이 놀랄 정도로 균질하고, 등방적으로 분포한다는 사실입니다.
그리고 또 한 가지는 약 1백만분의 1정도의 밀도 불균형이 거품모양으로 존재한다는 것이었습니다. 즉 우주는 균질하고 등방적으로 팽창하였으며, 100분의 1정도의 크기를 갖는 불 균일성이 있었다는 것입니다. 이 불 균일성이 바로 인플레이션의 잔해라고 생각하고 있습니다. 그리고 그 결과가 우주의 큰 구조에 해당하는 거품구조를 만들고, 안쪽은 보이드가 되었다는 이론입니다.
보이드 안에도 물질이 상당히 있을 겁니다. 현재 관측 가능한 천체의 전체 질량은 우주 전체질량의 10%정도밖에 안됩니다. 나머지를 암흑물질이라고 하는데 보이드에 암흑물질이 있겠지요.
어쨌든 보이드는 오히려 기존의 빅뱅이론이 더욱 옳다는 것을 증명하는 것입니다. 기존의 빅뱅이론 중에 빅뱅의 원인, 혹은 그 기원을 설명하는 이론 중에 인플레이션 우주론이라는 이론이 있는데, 간단하게 설명하면 빅뱅 직전에 우주가 상 전이를 하게 되는데 이 상 전이에 의하여 우주가 급격하게 팽창하였다는 이론입니다. 즉 우리가 물에서 수증기로 상 전이할 때 많은 기포가 생기게 되지요. 이와 같이 많은 기포가 우리 우주의 인플레이션 단계에 발생하여 현재의 우주의 큰 구조를 이루었다는 것입니다.
그런데 최근에 (1990년대)에 우주론에 아주 획기적인 사건이 있었는데 그것이 바로 COBE의 관측이었습니다. 이 코비 위성의 관측은 전파와 적외선에 관한 것으로, 그중 우주로부터 등방적으로 복사되고 있는 3K복사의 공간적 분포를 관측하는 것이었는데 그 결과는 아주 놀랄만한 것이었습니다. 이 복사는 빅뱅 후 약 1000년 후에 그 당시 물질에 갇혀있던 전자기파가 물질밀도가 떨어진 후에 사방으로 퍼져나간 것인데 그 결과는 빅뱅에서 예측한 바와 같이 놀랄 정도로 균질하고, 등방적으로 분포한다는 사실입니다.
그리고 또 한 가지는 약 1백만분의 1정도의 밀도 불균형이 거품모양으로 존재한다는 것이었습니다. 즉 우주는 균질하고 등방적으로 팽창하였으며, 100분의 1정도의 크기를 갖는 불 균일성이 있었다는 것입니다. 이 불 균일성이 바로 인플레이션의 잔해라고 생각하고 있습니다. 그리고 그 결과가 우주의 큰 구조에 해당하는 거품구조를 만들고, 안쪽은 보이드가 되었다는 이론입니다.
보이드 안에도 물질이 상당히 있을 겁니다. 현재 관측 가능한 천체의 전체 질량은 우주 전체질량의 10%정도밖에 안됩니다. 나머지를 암흑물질이라고 하는데 보이드에 암흑물질이 있겠지요.