우주의 시작, 빅뱅

우주의 시작, 빅뱅

 

빅뱅은 우주의 시작이다. 138억년 전에 빅뱅이 일어나면서 우주가 시작되었다. 천문학자들은 지구의 나이가 45억년(운석의 방사능 연대측정으로 추정한 나이로, 추정 오차는 약 1%)이고, 우주의 구상 성단의 행성의 나이를 분석하여 110억년의 나이를 알아내어 우주가 어떻게 움직이고 행동하는지 거꾸로 추적하였다. 이를 통해 우주의 시작, 즉 빅뱅의 발생이 138억년 전 이라는 결과를 도출했다. 빅뱅은 모든 것이 한 점에 모여 있다 한순간 폭팔해서 주변으로 퍼져 나가는 것이다. 빅뱅 발생 이후 약 38만년쯤 지났을 무렵 전자가 핵과 연결되면서 원자가 만들어지기 시작했다. 이는 처음으로 물질이 형성될 수 있는 '원자'가 발생한 것이다. 원자 발생 이전의 우주는 핵과 전자, 빛(광자)이 모두 섞여 안개가 자욱하게 낀 것과 같은 불투명한 상태였다. 그러다가 온도가 내려가면서 핵과 전자가 결합해 원자가 만들어지고, 빛이 우주에 자유롭게 퍼져 나가게 된 것이다. 그 빛은 인류가 관측할 수 있는 우주배경복사 이다. 이 기점 이후로 우주는 투명해 졌고, 당시 우주로 퍼져 나간 빛은 우리 눈에 보이지 않는 가시광선 영역 밖에 있는 것이라 이때부터 별의 등장 전까지을 암흑시대(dark ages)라고 한다. 빅뱅 발생 이후 4억년이 지나고는 처음으로 별이 등장한다. 별은 스스로 빛을 내는 물질이므로 암흑시대였던 우주에 다시 빛이 만들어지기 시작한다. 더 많은 별들이 만들어지면서 우주는 무한히 팽창하게 된다. 우주의 은하들은 고정된 공간 속에서 표류하고 있는 것이 아니라 우주 공간 자체가 팽창을 하며, 은하들은 그 속에 놓여있다. 즉, 우주가 차지하는 공간이 시간의 흐름과 더불어 무한히 커지고 있는 것이다. 은하들은 모두가 서로에 대해 점점 멀어지고 있다. 

 

태양의 탄생

 

태양은 약 46억년 전 우리 은하 내의 가스 구름이 중력 붕괴를 시작하면서 태어났다. 이 중력 붕괴는 근처의 별이 폭팔하면서 초신성을 맞으며 시작된 것으로 추측된다. 태앙은 중심부의 뜨거운 열의 핵 덕분에 6,000K로 달궈진, 이글거리는 표면은 지름이 수천킬로미터나 되는 수천개의 거대한 가스 조각으로 갈라져 있다. 갈릴레이가 최초로 발견한 흑점은 지름이 수만 마일로, 크기가 작은 행성과 크기가 비슷하다. 흑점은 온도가 2,000K로, 태양 표면의 평균 온도보다 낮아서 어둡게 보인다. 태양 표면에서는 강력한 활동들이 일어나고 있다. 강력한 에너지를 방출하는 과정에서 한 무리의 흑점이 불쑥 나타나기도 하고, 폭팔한 물질이 우주 공간을 향해 쏟아져 나가기도 한다. 이러한 격렬한 폭팔은 양성자와 전자의 다발을 우주 공간으로 쏟아붓는데, 이것들은 태양의 맨 바깥층에서 외부를 향해 쏟아져 나가는 입자들인 태양풍과 합쳐진다.