대함몰
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1. 개요
대함몰(Big Crunch)은 우주가 팽창을 멈추고 중력에 의해 다시 수축하여 하나의 특이점으로 붕괴되는 가설이다. 이는 리처드 벤틀리의 역설과 아인슈타인의 우주 상수와 관련되어 있으며, 팽창하는 우주를 설명하기 위한 다양한 이론적 배경과 관측적 증거를 통해 연구되고 있다. 빅 크런치 이후에는 빅 바운스, 순환 우주론 등 다양한 시나리오가 제시되며, 루프 양자 우주론, 엑피로틱 모델, 등각 순환 우주론과 같은 이론들이 빅 크런치를 설명하기 위한 시도로 제시된다. 폴 데이비스의 모델에서는 빅 크런치 과정을 별의 소멸, 원자핵의 분해를 거쳐 중력 특이점으로의 붕괴로 묘사하며, 대중문화에서도 종종 다루어지는 개념이다.
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2. 이론적 배경
빅 크런치는[8] 우주의 물질 밀도가 충분히 높아 중력적 인력이 빅뱅으로 시작된 팽창을 극복할 것이라고 가설화한 시나리오이다. 1990년대 후반과 2000년대 초, 표준 촛불로서의 멀리 떨어진 초신성 관측, 우주 마이크로파 배경의 정밀 관측 등의 실험적 증거는 우주의 팽창이 중력에 의해 둔화되는 것이 아니라 오히려 가속화되고 있다는 결론으로 이어졌다.[9] 2011년 노벨 물리학상은 이 발견에 기여한 연구자들에게 수여되었다.[1]
빅 크런치 가설은 빅 크런치가 우주를 파괴한 후 일종의 반동을 일으켜 또 다른 빅뱅을 일으키는 빅 바운스 가설로 이어진다.[17] 이는 순환 우주라는 현상에서 영원히 반복될 수 있다.
2. 1. 프리드만-르메트르-로버트슨-워커 계량 (FLRW 우주론)
FLRW 우주론은 평균 에너지 밀도, 허블 매개변수, 우주 상수를 기반으로 팽창이 결국 멈출지 여부를 예측할 수 있다. 팽창이 멈추면 시간의 흐름에 따라 가속화되면서 수축이 불가피하게 뒤따를 것이고, 결국 우주는 일종의 중력 붕괴를 겪으며 마무리되어 블랙홀로 변하게 된다.[8]2. 2. 아인슈타인의 우주 상수
알베르트 아인슈타인은 변하지 않는 우주 모형을 선호했다. 그는 1917년 네덜란드 천문학자 빌럼 데 시터르와 협력하여 일반 상대성 이론이 정적인 모형으로도 작동한다는 것을 입증하는 데 도움을 주었다. 빌럼은 그의 방정식이 매우 단순한 우주를 설명할 수 있다는 것을 증명했다. 처음에는 문제가 없는 것으로 파악한 과학자들은 이 모형을 우주를 설명하는 데 적용했다. 그들은 벤트리의 역설과 다른 형태에 직면했다.[12]일반 상대성 이론은 또한 우주를 불안정한 것으로 묘사했다. 아인슈타인은 당시 관찰되었던 정적인 우주가 존재하기 위해서는 우주를 함께 수축시키는 중력에 대응하기 위해 반중력이 필요하며, 이는 상대성 이론의 방정식을 망치는 추가적인 힘을 더하는 것이라는 것을 깨달았다. 결국, 반중력의 이름인 우주 상수가 상대성 이론에 추가되었다.[13]
허블의 발견이 발표된 후, 아인슈타인은 우주 상수를 포기했다. 가장 단순한 형태로, 이 방정식들은 팽창하거나 수축하는 우주 모델을 생성했다. 이는 관찰된 현상과 모순되었고, 그 결과 우주 상수가 창조되었다.[15] 우주가 팽창하고 있다는 사실이 확인된 후, 아인슈타인은 우주가 정적이라는 자신의 가정을 "가장 큰 실수"라고 불렀다. 1931년, 아인슈타인은 "현대 우주론의 기반을 제공"해준 허블에게 감사를 표하기 위해 그를 방문했다.[16] 이 발견 이후, 수축하지만 정적인 우주에 대한 아인슈타인과 뉴턴의 모델은 팽창하는 우주 모델로 대체되었다.
2. 3. 벤틀리의 역설
리처드 벤틀리는 교회인이자 학자로서, 아이작 뉴턴의 이론에 대한 강연 준비와 무신론 거부를 위해 뉴턴에게 편지를 보냈다.> 만약 우리가 유한한 우주에 있고 모든 별들이 서로를 끌어당긴다면, 모든 별들이 하나의 특이점으로 붕괴되지 않겠는가? 만약 우리가 무한한 우주에 무한한 별들이 있다면, 모든 방향에서 작용하는 무한한 힘들이 모든 별들에 영향을 미치지 않겠는가?
이 질문은 벤틀리의 역설로 알려져 있으며, 빅 크런치의 초기 전조이다. 하지만 현재는 별들이 정지해 있지 않고 움직인다는 사실이 알려져 있다.
3. 관측적 증거와 반론
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4. 빅 크런치 이후의 시나리오
우주는 일정 수준까지 팽창한 뒤 그 자신이 가진 중력에 의해 수축하게 될 것이다. 은하들의 적색 이동은 서서히 청색 이동으로 변하면서 충돌해 합쳐질 것이고, 공간은 점점 뜨거워져 마침내 빅뱅이 생겨난 초고온 상태로 변할 것이다. 자연의 네 가지 힘(강력, 약력, 전자기력, 중력)이 합쳐져 하나의 힘이 됨에 따라 초기 우주에서 일어난 입자들의 상호작용 과정이 거꾸로 일어날 것이며, 우주는 계속 수축하여 결국 하나의 특이점으로 수렴하게 되면서 플랑크 길이보다 작아지게 될 것이다.[8]
빅 크런치는[8] 우주의 물질 밀도가 충분히 높아 중력적 인력이 빅뱅으로 시작된 팽창을 극복할 것이라고 가설화한 시나리오이다. FLRW 우주론은 평균 에너지 밀도, 허블 매개변수, 우주 상수를 기반으로 팽창이 결국 멈출지 여부를 예측할 수 있다. 팽창이 멈추면 시간의 흐름에 따라 가속화되면서 수축이 불가피하게 뒤따를 것이고, 결국 우주는 일종의 중력 붕괴를 겪으며 마무리되어 블랙홀로 변하게 된다.
1990년대 후반과 2000년대 초의 실험적 증거(즉, 표준 촛불로서의 멀리 떨어진 초신성 관측, 그리고 우주 마이크로파 배경의 잘 분해된 지도 작성)는 우주의 팽창이 중력에 의해 둔화되는 것이 아니라 오히려 가속화되고 있다는 결론으로 이어졌다.[9] 2011년 노벨 물리학상은 이 발견에 기여한 연구자들에게 수여되었다.[1]
빅 크런치 가설은 빅 크런치가 우주를 파괴한 후 일종의 반동을 일으켜 또 다른 빅뱅을 일으키는 빅 바운스 가설과 순환 우주 가설로 이어진다.
4. 1. 양자 중력 이론
플랑크 길이보다 작게 수축한 우주에 대해 논하기 위해서는 일반 상대성 이론 외에 양자역학적인 효과를 고려해야 한다. 이와 관련된 이론을 양자 중력 이론이라고 하는데, 아직 양자 중력 이론은 구축되어 있지 않기 때문에 대함몰이 일어날 경우 어떠한 현상이 일어나는가는 물리적으로 기술할 수 없다.루프 양자 우주론은 팽창하는 우주와 수축하는 우주 사이의 "양자적 다리"를 제안하는 우주 모형이다. 이 모형에서 양자 기하학은 시공간 곡률이 낮을 때는 무시할 수 있지만, 플랑크 영역에서는 매우 빠르게 증가하여 고전 중력을 압도하고 일반 상대성 이론의 특이점을 해결하는 새로운 힘을 생성한다. 일단 특이점이 해결되면 우주론의 개념적 패러다임이 바뀌어 지평선 문제와 같은 표준 문제들을 새로운 관점에서 재고하게 된다.[24]
이 모형에 따르면, 양자 기하학으로 인해 빅뱅은 어떠한 가정이나 미세 조정 없이 빅 바운스로 대체된다. 유효 역학적 접근 방식은 플랑크 척도 및 우주의 시작에서 물리학을 설명하기 위해 루프 양자 우주론에서 광범위하게 사용되었다. 수치 시뮬레이션은 완전한 루프 양자 역학의 좋은 근사치를 제공하는 유효 역학의 타당성을 확인했다. 늦은 시간에 상태가 매우 큰 양자적 변동을 가질 때, 이는 일반 상대성 이론에서 설명하는 거시적 우주로 이어지지 않지만, 유효 역학은 바운드 근처와 후기 우주에서 양자 역학에서 벗어나는 것으로 나타났다. 이 경우, 유효 역학은 바운드에서의 밀도를 과대평가하지만, 여전히 질적인 측면을 매우 잘 포착한다.[25]
4. 2. 빅 바운스 가설
빅 크런치 가설은 빅 크런치가 우주를 파괴한 후 일종의 반동을 일으켜 또 다른 빅뱅을 일으키는 빅 바운스라는 또 다른 가설로 이어진다.[17] 이는 순환 우주라고 알려진 현상에서 영원히 반복될 수 있다. 빅 바운스 가설은 우주가 시작되었던 상태로 붕괴된 다음, 또 다른 빅뱅을 일으킬 수 있다고 제안한다.[17] 따라서 이런 방식으로 우주는 영원히 지속되지만 팽창(빅뱅)과 수축(빅 크런치)의 단계를 거친다.[17]순환 우주는 1931년 알베르트 아인슈타인에 의해 간략하게 고려되었다. 그는 빅뱅 이전에 빅 크런치가 일어나는 우주가 존재했고, 이것이 반응으로 빅뱅을 일으킬 수 있다고 가설을 세웠다.
5. 순환 우주론
빅 크런치는 우주의 물질 밀도가 충분히 높아 중력적 인력이 빅뱅으로 시작된 팽창을 극복할 것이라는 가설적 시나리오이다.[8] FLRW 우주론에 따르면, 평균 에너지 밀도, 허블 매개변수, 우주 상수에 따라 팽창이 멈추고 수축이 가속화될 수 있으며, 결국 우주는 중력 붕괴를 겪으며 블랙홀로 변할 수 있다.
1990년대 후반과 2000년대 초, 멀리 떨어진 초신성 관측과 우주 마이크로파 배경 지도 작성을 통해 우주의 팽창이 가속화되고 있다는 증거가 발견되었다.[9] 이 발견에 기여한 연구자들은 2011년 노벨 물리학상을 수상했다.[1]
빅 크런치 가설은 빅 바운스 가설로 이어지는데, 이는 우주가 붕괴된 후 반동하여 또 다른 빅뱅을 일으킨다는 것이다.[17] 이 과정은 순환 우주라는 현상에서 영원히 반복될 수 있으며, 우주는 팽창(빅뱅)과 수축(빅 크런치)을 반복한다.[17]
알베르트 아인슈타인은 1931년에 빅뱅 이전에 빅 크런치가 발생하고, 그 반동으로 빅뱅이 일어날 수 있다는 순환 우주 가설을 제시했다.
5. 1. 엑피로틱 모델
폴 스타인하르트가 제시한 엑피로틱 모델은 빅뱅이 고차원 공간에서 충돌하는 두 개의 평행한 오비폴드 평면(브레인)에 의해 발생했을 수 있다고 주장한다.[18] 4차원 우주는 이 브레인 중 하나에 놓여 있으며, 두 브레인의 충돌은 빅 크런치와 그에 이은 빅뱅을 일으킨다. 현재 우리 주변의 물질과 복사는 브레인 충돌 이전의 양자 요동에 해당한다. 엑피로틱 모델에서 우주는 수십억 년 후 현재 상태에 도달하고, 다시 수십억 년 후 수축을 시작한다. 암흑 에너지는 브레인 사이의 힘에 해당하며, 이는 이전 순환 우주 모델에서 문제가 되었던 평탄성 문제와 단극자 문제를 해결한다. 엑피로틱 모델에서 우주 순환은 과거와 미래로 무한히 진행될 수 있으며, 끌개는 우주의 완전한 역사를 가능하게 한다.[19]
엑피로틱 모델은 엔트로피 축적으로 인해 이전 우주 모델이 겪었던 우주의 열적 죽음 문제를 해결한다. 즉, 모든 순환 후에 순 팽창을 통해 엔트로피 축적을 막는다. 그러나 이 모델에도 몇 가지 결함이 존재한다. 우선 모델의 기반이 되는 브레인은 아직 끈 이론가들에게도 완전히 이해되지 않았으며, 척도 불변 스펙트럼이 빅 크런치로 인해 파괴될 가능성이 있다. 또한 우주 인플레이션과 진공 요동을 일으키는 힘, 즉 엑피로틱 모델에서 브레인 충돌과 같은 현상을 일으키는 힘은 알려져 있지만, 이에 대한 입자 물리학적 후보는 아직 제시되지 않았다.[20]
5. 2. 등각 순환 우주론 (CCC 모델)
물리학자 로저 펜로즈는 일반 상대성 이론에 기반한 등각 순환 우주론(CCC 모델)을 제시했다. 이 이론에서 우주는 모든 물질이 붕괴되어 빛으로 변할 때까지 팽창한다. 우주 내의 어떤 것도 시간이나 거리 척도를 갖지 않게 되므로 이는 빅뱅과 동일해진다. 결과적으로 다음 빅뱅이 시작되는 일종의 빅 크런치가 발생하여 다음 주기가 시작된다.[21] 펜로즈와 구르자댠은 우주 마이크로파 배경에서 등각 순환 우주론의 흔적을 찾을 수 있다고 제안했지만, 2020년 현재까지는 감지되지 않았다.[22]
이 모델에는 몇 가지 결함도 있다. 회의론자들은 무한히 큰 우주를 무한히 작은 우주와 일치시키려면 우주가 늙어갈 때 모든 입자가 질량을 잃어야 한다고 지적한다. 펜로즈는 CMB에서 균일한 온도를 가진 고리 형태로 CCC의 증거를 제시했는데, 이 고리는 우리 시대(현재 우리가 살고 있는 우주의 주기)의 특징이며, 이전 시대의 충돌하는 블랙홀로 인한 구형 중력파에 의해 발생했다는 것이다.[23]
5. 3. 루프 양자 우주론 (LQC)
플랑크 길이보다 작게 수축한 우주에 대해 논하기 위해서는 일반 상대성 이론 외에 양자역학적인 효과를 고려해야 한다. 이와 관련된 이론을 양자 중력 이론이라고 하는데, 아직 양자 중력 이론은 구축되어 있지 않다.루프 양자 우주론은 팽창하는 우주와 수축하는 우주 사이의 "양자적 다리"를 제안하는 우주 모형이다. 이 모형에서 양자 기하학은 시공간 곡률이 낮을 때는 무시할 수 있지만, 플랑크 영역에서는 매우 빠르게 증가하여 고전 중력을 압도하고 일반 상대성 이론의 특이점을 해결하는 새로운 힘을 생성한다.[24]
이 모형에 따르면, 양자 기하학으로 인해 빅뱅은 어떠한 가정이나 미세 조정 없이 빅 바운스로 대체된다. 유효 역학적 접근 방식은 플랑크 척도 및 우주의 시작에서 물리학을 설명하기 위해 루프 양자 우주론에서 광범위하게 사용되었다. 수치 시뮬레이션은 완전한 루프 양자 역학의 좋은 근사치를 제공하는 유효 역학의 타당성을 확인했다. 늦은 시간에 상태가 매우 큰 양자적 변동을 가질 때, 이는 일반 상대성 이론에서 설명하는 거시적 우주로 이어지지 않지만, 유효 역학은 바운드 근처와 후기 우주에서 양자 역학에서 벗어나는 것으로 나타났다. 이 경우, 유효 역학은 바운드에서의 밀도를 과대평가하지만, 여전히 질적인 측면을 매우 잘 포착한다.[25]
6. 빅 크런치의 진행 과정
폴 데이비스는 빅뱅 이후 약 1,000억 년 후에 대함몰(빅 크런치)이 일어나는 시나리오를 고려했다. 그의 모델에서 수축하는 우주는 팽창하는 단계의 역순으로 진화할 것이다. 먼저 은하단이 합쳐지고, 그 다음 은하들이 합쳐진다. 우주 배경 복사(CMB)의 온도는 CMB 광자가 청색편이를 겪으면서 상승하기 시작하고, 별들은 결국 서로 너무 가까워져서 서로 충돌하기 시작할 것이다. CMB가 M형 주계열성보다 뜨거워지면(데이비스의 모델에서 대함몰 약 50만 년 전), 더 이상 열을 밖으로 방출할 수 없게 되어 증발할 때까지 스스로 구워질 것이며, O형 주계열성이 대함몰 약 10만 년 전에 끓어 증발할 때까지 계속된다. 마지막 몇 분 동안 우주의 온도는 너무 높아져서 원자와 원자핵이 분해되어 이미 합쳐지고 있는 블랙홀로 빨려 들어갈 것이다. 대함몰 시점에 우주의 모든 물질은 중력 특이점과 유사한 무한히 뜨겁고, 무한히 밀도가 높은 상태로 뭉개질 것이다.[29] 대함몰 이후에 또 다른 빅뱅이 일어나 새로운 우주를 만들 수도 있다.[4]
6. 1. 은하와 은하단의 병합
우주는 일정 수준까지 팽창한 뒤 그 자신이 가진 중력에 의해 수축하게 될 것이다. 은하들의 적색 이동은 서서히 청색 이동으로 변하면서 충돌해 합쳐질 것이고, 공간은 점점 뜨거워져 마침내 빅뱅이 생겨난 초고온 상태로 변할 것이다. 자연의 네 가지 힘(강력, 약력, 전자기력, 중력)이 합쳐져 하나의 힘이 됨에 따라 초기 우주에서 일어난 입자들의 상호작용 과정이 거꾸로 일어날 것이며, 우주는 계속 수축하여 결국 하나의 특이점으로 수렴하게 되면서 플랑크 길이보다 작아지게 될 것이다.[29]폴 데이비스는 빅뱅 이후 약 1,000억 년 후에 대함몰(빅 크런치)이 일어나는 시나리오를 고려했다. 그의 모델에서 수축하는 우주는 팽창하는 단계의 역순으로 진화할 것이다. 먼저 은하단이 합쳐지고, 그 다음 은하들이 합쳐지며, 우주 배경 복사(CMB)의 온도는 CMB 광자가 청색편이를 겪으면서 상승하기 시작할 것이다. 별들은 결국 서로 너무 가까워져서 서로 충돌하기 시작할 것이다. CMB가 M형 주계열성보다 뜨거워지면(데이비스의 모델에서 대함몰 약 50만 년 전), 더 이상 열을 밖으로 방출할 수 없게 되어 증발할 때까지 스스로 구워질 것이다. 이것은 O형 주계열성이 대함몰 약 10만 년 전에 끓어 증발할 때까지 계속된다. 마지막 몇 분 동안 우주의 온도는 너무 높아져서 원자와 원자핵이 분해되어 이미 합쳐지고 있는 블랙홀로 빨려 들어갈 것이다. 대함몰 시점에 우주의 모든 물질은 중력 특이점과 유사한 무한히 뜨겁고, 무한히 밀도가 높은 상태로 뭉개질 것이다.[29] 대함몰 이후에 또 다른 빅뱅이 일어나 새로운 우주를 만들 수도 있다.[4]
6. 2. 우주 배경 복사의 청색편이
우주는 일정 수준까지 팽창한 뒤 그 자신이 가진 중력에 의해 수축하게 될 것이다. 은하들의 적색편이는 서서히 청색편이로 변하면서 충돌해 합쳐질 것이고, 공간은 점점 뜨거워져 마침내 빅뱅이 생겨난 초고온 상태로 변할 것이다. 자연의 네 가지 힘(강력, 약력, 전자기력, 중력)이 합쳐져 하나의 힘이 됨에 따라 초기 우주에서 일어난 입자들의 상호작용 과정이 거꾸로 일어날 것이며, 우주는 계속 수축하여 결국 하나의 특이점으로 수렴하게 되면서 플랑크 길이보다 작아지게 될 것이다.[29]폴 데이비스는 빅뱅 이후 약 1,000억 년 후에 빅 크런치가 일어나는 시나리오를 고려했다. 그의 모델에서 수축하는 우주는 팽창하는 단계의 역순으로 진화할 것이다. 먼저 은하단이 합쳐지고, 그 다음 은하들이 합쳐지며, 우주 배경 복사(CMB)의 온도가 CMB 광자가 청색편이를 겪으면서 상승하기 시작할 것이다. 별들은 결국 서로 너무 가까워져서 서로 충돌하기 시작할 것이다. CMB가 M형 주계열성보다 뜨거워지면(데이비스의 모델에서 빅 크런치 약 50만 년 전), 더 이상 열을 밖으로 방출할 수 없게 되어 증발할 때까지 스스로 구워질 것이다. 이것은 O형 주계열성이 빅 크런치 약 10만 년 전에 끓어 증발할 때까지 계속된다. 마지막 몇 분 동안 우주의 온도는 너무 높아져서 원자와 원자핵이 분해되어 이미 합쳐지고 있는 블랙홀로 빨려 들어갈 것이다. 빅 크런치 시점에 우주의 모든 물질은 중력 특이점과 유사한 무한히 뜨겁고, 무한히 밀도가 높은 중력 특이점으로 뭉개질 것이다.[29] 빅 크런치 이후에 또 다른 빅뱅이 일어나 새로운 우주를 만들 수도 있다.[4]
6. 3. 별의 소멸
우주는 일정 수준까지 팽창한 뒤 그 자신이 가진 중력에 의해 수축하게 될 것이다. 은하들의 적색 이동은 서서히 청색 이동으로 변하면서 충돌해 합쳐질 것이고, 공간은 점점 뜨거워져 마침내 빅뱅이 생겨난 초고온 상태로 변할 것이다. 자연의 네 가지 힘(강력, 약력, 전자기력, 중력)이 합쳐져 하나의 힘이 됨에 따라 초기 우주에서 일어난 입자들의 상호작용 과정이 거꾸로 일어날 것이며, 우주는 계속 수축하여 결국 하나의 특이점으로 수렴하게 되면서 플랑크 길이보다 작아지게 될 것이다.폴 데이비스는 빅뱅 이후 약 1,000억 년 후에 빅 크런치가 일어나는 시나리오를 고려했다. 그의 모델에서 수축하는 우주는 팽창하는 단계의 역순으로 진화할 것이다. 먼저 은하단이 합쳐지고, 그 다음 은하들이 합쳐지며, 우주 배경 복사(CMB)의 온도가 CMB 광자가 청색편이를 겪으면서 상승하기 시작할 것이다. 별들은 결국 서로 너무 가까워져서 서로 충돌하기 시작할 것이다. CMB가 M형 주계열성보다 뜨거워지면(데이비스의 모델에서 빅 크런치 약 50만 년 전), 더 이상 열을 밖으로 방출할 수 없게 되어 증발할 때까지 스스로 구워질 것이다. 이것은 O형 주계열성이 빅 크런치 약 10만 년 전에 끓어 증발할 때까지 계속된다. 마지막 몇 분 동안 우주의 온도는 너무 높아져서 원자와 원자핵이 분해되어 이미 합쳐지고 있는 블랙홀로 빨려 들어갈 것이다. 빅 크런치 시점에 우주의 모든 물질은 중력 특이점과 유사한 무한히 뜨겁고, 무한히 밀도가 높은 중력 특이점으로 뭉개질 것이다.[29] 빅 크런치 이후에 또 다른 빅뱅이 일어나 새로운 우주를 만들 수도 있다.[4]
6. 4. 원자와 원자핵의 분해
폴 데이비스는 빅뱅 이후 약 1,000억 년 후에 대함몰(빅 크런치)이 일어나는 시나리오를 고려했다. 그의 모델에서 수축하는 우주는 팽창하는 단계의 역순으로 진화할 것이다. 우주 배경 복사(CMB)의 온도가 CMB 광자가 청색편이를 겪으면서 상승하기 시작할 것이다. 마지막 몇 분 동안 우주의 온도는 너무 높아져서 원자와 원자핵이 분해되어 이미 합쳐지고 있는 블랙홀로 빨려 들어갈 것이다.[29]6. 5. 특이점
우주는 일정 수준까지 팽창한 뒤 그 자신이 가진 중력에 의해 수축하게 될 것이다. 은하들의 적색편이는 서서히 청색편이로 변하면서 충돌해 합쳐질 것이고, 공간은 점점 뜨거워져 마침내 빅뱅이 생겨난 초고온 상태로 변할 것이다. 자연의 네 가지 힘(강력, 약력, 전자기력, 중력)이 합쳐져 하나의 힘이 됨에 따라 초기 우주에서 일어난 입자들의 상호작용 과정이 거꾸로 일어날 것이며, 우주는 계속 수축하여 결국 하나의 특이점으로 수렴하게 되면서 플랑크 길이보다 작아지게 될 것이다.폴 데이비스는 빅뱅 이후 약 1,000억 년 후에 빅 크런치가 일어나는 시나리오를 고려했다. 그의 모델에서 수축하는 우주는 팽창하는 단계의 역순으로 진화할 것이다. 먼저 은하단이 합쳐지고, 그 다음 은하들이 합쳐지며, 우주 배경 복사(CMB)의 온도가 CMB 광자가 청색편이를 겪으면서 상승하기 시작할 것이다. 별들은 결국 서로 너무 가까워져서 서로 충돌하기 시작할 것이다. CMB가 M형 주계열성보다 뜨거워지면(데이비스의 모델에서 빅 크런치 약 50만 년 전), 더 이상 열을 밖으로 방출할 수 없게 되어 증발할 때까지 스스로 구워질 것이다. 이것은 O형 주계열성이 빅 크런치 약 10만 년 전에 끓어 증발할 때까지 계속된다. 마지막 몇 분 동안 우주의 온도는 너무 높아져서 원자와 원자핵이 분해되어 이미 합쳐지고 있는 블랙홀로 빨려 들어갈 것이다. 빅 크런치 시점에 우주의 모든 물질은 중력 특이점과 유사한 무한히 뜨겁고, 무한히 밀도가 높은 중력 특이점으로 뭉개질 것이다.[29] 빅 크런치 이후에 또 다른 빅뱅이 일어나 새로운 우주를 만들 수도 있다.[4]
7. 대중문화 속 빅 크런치
더글러스 애덤스의 소설 더 레스토랑 앳 더 엔드 오브 더 유니버스(The Restaurant at the End of the Universe)에는 밀리웨이즈라는 레스토랑에서 손님들이 우주의 종말, 즉 "그냅 깁(Gnab Gib)"을 보면서 식사를 할 수 있다는 개념이 나온다.[30] 이 용어는 주류에서도 사용되는데, 예를 들어 ''물리학 I: For Dummies''와 빅 크런치를 논의하는 게시물에서 "gnaB giB"로 사용된다.[31]
참조
[1]
웹사이트
The Nobel Prize in Physics 2011
https://www.nobelpri[...]
2020-09-27
[2]
웹사이트
This Cosmologist Knows How It's All Going to End
https://www.quantama[...]
2020-06-22
[3]
논문
Supernovas, Dark Energy, and the Accelerating Universe
2003-04
[4]
웹사이트
Dark energy could lead to a second (and third, and fourth) Big Bang, new research suggests
https://www.space.co[...]
2023-03
[5]
웹사이트
Friedmann universe
https://www.britanni[...]
2022-12-15
[6]
서적
The end of everything (astrophysically speaking)
https://www.worldcat[...]
2020
[7]
서적
From the Big Bang to the Big Crunch and Everything in Between A Simplified Look at a Not-So-Simple Universe
iUniverse
[8]
웹사이트
Big Crunch Universe - Big Crunch Universe Reconsidering a contracting universe and redshifts
http://bigcrunchuniv[...]
2022-09-21
[9]
논문
Current observational constraints on cosmic doomsday
[10]
서적
The universe at midnight : observations illuminating the cosmos
https://www.worldcat[...]
Free Press
2001
[11]
논문
Stukeley's Cosmology and the Newtonian Origin of Olber's Paradox
https://adsabs.harva[...]
1985
[12]
논문
Einstein's Biggest Blunder
https://www.aps.org/[...]
[13]
웹사이트
Why Einstein Was Wrong about Being Wrong
https://phys.org/new[...]
2022-12-16
[14]
논문
The Kinematic Origin of the Cosmological Redshift
2009-08
[15]
웹사이트
WMAP- Cosmological Constant or Dark Energy
https://map.gsfc.nas[...]
2022-12-16
[16]
서적
Einstein : his life and universe
https://www.worldcat[...]
2007
[17]
웹사이트
The Big Crunch
http://www.windows.u[...]
2009-02-15
[18]
논문
The Cyclic Model Simplified
https://doi.org/10.1[...]
2004-04-24
[19]
서적
Relativity, thermodynamics, and cosmology
https://www.worldcat[...]
Dover Publications
1987
[20]
서적
Not even wrong : the failure of string theory and the continuing challenge to unify the laws of physics
https://www.worldcat[...]
Vintage
2007
[21]
서적
Cycles of time: an extraordinary new view of the universe
Bodley Head
2010
[22]
논문
Re-evaluating evidence for Hawking points in the CMB
https://iopscience.i[...]
2020-03-09
[23]
웹사이트
New evidence for cyclic universe claimed by Roger Penrose and colleagues
https://physicsworld[...]
2022-12-15
[24]
논문
Loop Quantum Cosmology: An Overview
2008-11-30
[25]
논문
Loop Quantum Cosmology and the Fate of Cosmological Singularities
https://astron-soc.i[...]
2014-09-14
[26]
뉴스
Predicting how soon the universe could collapse if dark energy has quintessence
https://phys.org/new[...]
phys.org
2022-05-14
[27]
뉴스
The universe could stop expanding 'remarkably soon', study suggests
https://www.livescie[...]
livescience.com
2022-05-02
[28]
논문
Rapidly descending dark energy and the end of cosmic expansion
2022-04-12
[29]
서적
The Last Three Minutes: Conjectures About The Ultimate Fate of the Universe
Basic Books
[30]
서적
The restaurant at the end of the Universe
Ballantine Books
1995
[31]
웹사이트
Measuring the Fate of the Universe
https://www.mso.anu.[...]
[32]
문서
한국천문학회 편, 《천문학용어집》 우단 30째줄
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