문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 상대성 이론 (문단 편집) === 우주 공간의 형태와 진화 === 중력은 매우 약하지만, 끝없이 뭉칠 수 있고 우주 전체에서 볼 때에는 가장 지배적인 힘이다. 이러한 성질은 일상 생활에서는 (적어도 수평방향으로는) 중력을 걱정하지 않아도 되면서도, 지구와 같은 거대한 삶의 터전을 마련해주고, 그곳에서 떨어지지 않도록 해준다. 궁극적으로, '''우주 전체의 공간 구조 역시 질량들이 만드는 중력이 결정한다. ''' || [[파일:990006_2048.jpg |width=300px]] || || {{{-1 밀도 계수([math(\Omega_0)])에 따라 우주의 형태가 결정된다.}}}[* credit : NASA / WMAP Science Team] || 우주 전체에 균일하게 물질이 퍼져 있다고 가정하자. 이는 논의를 편하게 하기 위한 것으로, 현대 우주론의 중요한 개념이지만 실제 우주를 얼마나 반영하는지는 사실 천문학의 중요한 문제이다. 이런 경우, 우주 공간 전체에 곡률이 균일하게 주어진다. 그리고 곡률의 구체적인 값은 우주의 평균 밀도 [math(\rho)]가 결정한다. 임계 밀도(critical density) [math(\rho_c)]에 대하여, 그 비율을 밀도 계수(density parameter) [math(\Omega_0 = \rho/\rho_c)]라 하여 그 크기에 따라 우주의 모양을 다음과 같이 분류할 수 있다. * [math(\Omega_0 > 1)] : '''닫힌 우주(closed universe)''' - 우주는 양의 곡률을 가지며, 구 모양이다. * [math(\Omega_0 = 1)] : '''평평한 우주(flat universe)''' - 우주는 0의 곡률을 가지며, 평평하다. * [math(\Omega_0 < 1)] : '''열린 우주(open universe)''' - 우주는 음의 곡률을 가지며, 안장 모양이다. 현재 임계 밀도는 약 {{{-1 [math(\rho_c = \mathrm{9 \times 10^{-27} kg/m^3})]}}}으로 계산된다. 닫힌, 평평한, 열린이란 명칭은 우주 공간의 모양에 대응되는 이름이기도 하지만, 우주의 미래에 관한 이름이기도 하다. 상대성 이론은 '''우주 공간이 정적이지 않고 시간에 따라 팽창하거나 수축할 수 있다'''는 것을 보여준다. [[허블 법칙]]이 이것을 증명하는 관측 실험이었다. 현재 우주론의 기준이 되는 빅뱅 우주론에 따르면, 우주는 탄생과 동시에 (우주가 충분히 균일해질 정도로) 급격한 팽창을 겪은 후, 현재는 크게 팽창 속도가 늦춰졌다. 닫힌 우주는 기본적으로 팽창을 멈추고 다시 수축하여 점으로 돌아가며, 평평하거나 열린 우주는 영원히 팽창하게 된다. 이는 초기 우주론에서 정립된 모델로 우주의 기하학과 우주의 진화는 서로 정확하게 대응되며, [[우주배경복사]](CMB)의 불균일성에 대한 현재의 분석 결과는 우주가 기하학적으로 거의 평평하다는 것을 지지하고 있으므로 우주의 종말 또한 예측할 수 있다. 그런데, 이러한 사정은 20세기 말부터 크게 바뀌었다. 1998년에 수행된 Ia 초신성과 관련된 관측 조사에서 우주의 팽창이 가속 중이라는 것이 알려졌으며, 이는 기존 우주론에서는 설명할 수 없는 것이었다. 이에 따라 우주 공간 전체에 균일한 음압을 부여하는 암흑 에너지(dark energy)라는 것이 추가로 도입되었는데, 이는 그간 [[아인슈타인 방정식|중력장 방정식]]에서 무시되었던 [[우주 상수]](cosmological constant)가 갖는 성질과 매우 유사하다. 또한, 우주가 평평하다면 밀도는 임계 밀도와 같아야 하지만 관측된 물질에 따른 밀도는 임계 밀도보다 훨씬 작다. 암흑 물질(dark matter)까지 고려한 나머지 부분은 우주를 가속 팽창시키는 암흑 에너지가 채워주게 된다. 일반 물질은 시간이 지남에 따라 팽창하는 공간에 퍼지면서 밀도가 점점 낮아지지만, 암흑 에너지의 밀도는 변하지 않는다. 초창기 우주는 물질의 밀도가 매우 높기에 물질에 의한 중력이 우주를 지배했다면, 시간이 흐를수록 암흑 에너지의 비중이 커지게 되어 주도권이 넘어간다. 이미 현 시점의 관측 결과는, 암흑 에너지가 70%, 암흑물질 및 일반 물질이 30%의 임계 밀도를 차지함을 보여준다. 이처럼, 상대성 이론으로 인해 시간, 공간, 중력, 우주에 대한 우리의 관념은 매우 근본적인 수준으로 변화를 겪었으며, 많은 것을 해결함과 동시에 새로운 차원의 문제를 제시하였다. 이러한 변화는 시간과 공간에만 한정되지 않는다. 모든 물질은 시간과 공간에 의존하여 그 운동 경로(방향과 속도)를 결정하고, 이에 따라 운동량과 힘, 에너지가 결정된다. 즉, 고전 역학의 개념들은 상대성 이론이 규정하는 시공간에 맞추어 모두 수정을 거쳐야만 한다.저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기