지1 평탄한우주와 가속팽창에 관해 질문드립니다.
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현재 지1 개념 한번 훑는중인데 이해가 안되는게 있어 질문드립니다.
제가 이해한 바로는 저 두 개념이 나오게 된 흐름이
1. 프리드만이 3가지 우주모형을 제시함. (열린, 닫힌, 평탄한 우주)
2. 그런데 우주 밀도를 직접 재보니 밀도가 0.05 미만으로 매우 낮게 나옴.
3. 하지만 실측한 곡률은 0, 즉 평탄한 우주다.
4. 측정되지 않은 무언가가 더 있을것이다. -> 암흑물질 개념 발견과 입증
5. 암흑물질을 고려해서 계산해봐도 밀도가 0.32정도로 나온다.
6. 이론과 실측 상 밀도는 1 이어야하니까 프리드만 우주모형에 무언가 이상이 있다는걸 깨달음.
7. 그건 잠시 치우고 다음은 프리드만의 모형에 의해 우리 우주는 감속팽창하는 우주일 것이다.
(평탄한 우주는 팽창속도가 0에 수렴한다)
8. 그런데 실측해보니 오히려 가속팽창함을 알게됨
9. 결국 밀도문제와 팽창문제를 보정해주기 위해 암흑에너지 개념 도입
10. 밀도는 나머지 0.68이 암흑에너지가 차지한다고 두고 팽창은 암흑에너지가 관여한다고 보정
(물질(보통+암흑)은 수축, 암흑에너지는 팽창(물질의 2배쯤으로)을 담당)
11. 현재 우리 우주는 암흑에너지밀도(0.68) > 2*물질(0.32) 니까 가속팽창(+실측도 가속팽창)
12.따라서 우리 우주는 평탄한 우주(곡률0) + 가속팽창(실측상) 한다.
13. 그러므로 총 밀도를 1을 경계로 한(즉, 열린, 닫힌, 평탄한 우주를 가르는), 암흑에너지밀도와 물질밀도의 비율을 또 다른 경계로 한(즉, 가속팽창, 감속팽창, 재수축을 가르는) 새로운 프리드만 우주모형(진짜진짜최종본)이 등장했다.
이제 질문입니다.
1. 평탄한 우주와 가속팽창은 별개의 개념이 맞나요? 평탄한 우주라는 말은 기존의 암흑에너지를 고려하지않은 프리드만의 우주모형에서 왔고 가속팽창은 결국 프리드만의 우주모형을 암흑에너지의 도입으로 보정해서 나온 개념인데 둘이 별개의 개념이라고 하는게 이해가 잘 안됩니다. 결국 둘 다 프리드만의 우주모형(진짜진짜최종본) 상의 개념아닌가요?
2. 만약 그렇게 되면 문제를 풀다가 ‘닫힌 우주는 결국 수축하게 된다‘ 라는 선지가 나오면 답을 할 수 없지않나요? 옛날 보정전의 프리드만 모형에서는 맞지만 보정 후라면 암흑에너지 비율에 따라 팽창여부가 달라지게 되니까요.
3. 아니면 2의 경우에는 애초에 밀도없이 저런 선지는 주어지지 않나요? 즉, 제 머리속에는 (암흑물질 고려 이전의)프리드만 우주모형에서 열린우주는 영원히 팽창, 평탄한 우주는 팽창속도 0에 수렴, 닫힌우주는 재수축 << 이걸 계속 고려해야하는지 모르겠습니다. 결국 암흑에너지 비율에 따라 팽창여부가 달라지는데 암흑에너지와 물질밀도를 제시하지 않는 이상 물어볼 수 없는 개념 아닌가요?
이상입니다. 긴 글 읽어주셔서 감사합니다.
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2회에도 내야지
철저히 수능관점에서 말씀드리겠습니다. 프리드만의 모형 변천과정에 대해서는 알 필요 없습니다. 평탄/열린/닫힌 우주랑 가속,등속,감속 팽창은 완전히 다른 개념입니다. 평탄,열린,닫힌 우주는 물질+암흑에너지 밀도와 임계밀도를 비교하여 판단하는 것이고 가속,등속,감속 팽창여부는 암흑에너지 밀도와 물질 밀도를 비교하여 판단하는 것이기 때문이죠.
따라서 닫힌우주는 결국 수축하게 되냐? -> 아닙니다. 한 예시로 임계밀도에 대한 암흑에너지의 밀도가 3이고 임계밀도에 대한 물질의 밀도가 1이라면 닫힌우주이지만 가속팽창하는것이지요
답변 감사합니다. 그렇다면 처음 봤던 암흑에너지 고려 이전의 프리드만의 모형에서 나오는 우주 팽창 관련은(0에 수렴하니 뭐니) 그냥 머릿속에서 지워버리고 암흑에너지 고려 이후의 모형만 생각하면 된다는건가요?
그 모형도 알고계셔야지요 암흑에너지 고려 이후에도 여전이 암흑에너지가 없는 우주모형은 얼마든지 제시가능하니까요
감사합니다!