팽창 우주론

팽창 우주론은 우주가 정적인 상태가 아니라 끊임없이 팽창하고 있다는 현대 우주론의 주류 이론이다. 이 이론은 알렉산더 프리드먼과 조르주 르메트르에 의해 이론적으로 제시되었고, 에드윈 허블의 관측을 통해 경험적으로 뒷받침되었다. 허블은 멀리 떨어진 은하들이 우리 은하로부터 멀어지고 있으며, 그 후퇴 속도가 거리에 비례한다는 사실을 발견했는데, 이는 우주가 팽창하고 있다는 강력한 증거로 해석되었다. 이러한 관측 결과는 허블-르메트르 법칙으로 알려져 있다.

팽창 우주론의 핵심은 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 기반을 두고 있다. 일반 상대성 이론은 중력을 시공간의 휘어짐으로 설명하며, 이를 우주 전체에 적용하면 우주의 진화를 예측할 수 있다. 프리드먼과 르메트르는 일반 상대성 방정식의 해를 통해 우주가 팽창하거나 수축할 수 있음을 보여주었다.

팽창 우주론은 초기 우주의 고온 고밀도 상태에서 시작된 빅뱅 이론과 밀접하게 관련되어 있다. 빅뱅 이론은 우주가 매우 뜨겁고 밀도가 높은 상태에서 시작하여 팽창하면서 냉각되었고, 그 결과 현재의 우주 구조가 형성되었다고 설명한다. 팽창 우주론은 빅뱅 이후 우주의 진화를 설명하는 틀을 제공하며, 우주 마이크로파 배경 복사, 경원소 존재비율 등 다양한 관측 결과와 일치한다.

팽창 우주론은 우주의 미래에 대한 다양한 시나리오를 제시한다. 우주의 팽창 속도는 우주의 밀도와 암흑 에너지의 양에 따라 결정되며, 이에 따라 우주는 영원히 팽창하거나, 팽창 속도가 느려져 결국 수축하는 '빅 크런치'를 겪을 수도 있다. 현재의 관측 결과는 우주가 가속 팽창하고 있으며, 이는 암흑 에너지의 존재를 시사한다. 암흑 에너지의 본질은 아직 밝혀지지 않았지만, 팽창 우주론의 중요한 연구 과제 중 하나이다.