무한히 팽창하는 우주 (구성 물질 발전 과정)
1. 빅뱅 대폭발 : 하나의 소실점에서 무한히 팽창하는 우주 현재 진행중~
- 물질 (Matter) + 반물질 (Antimatter) : 137억년 전(빅뱅 폭발 시점을 0년으로) 빅뱅 대폭발 후 물질과 반물질들이 생겨남
* 물질 (Matter) : 물질을 구성하는 소립자 (양성자, 중성자, 전자 등)
* 반물질(Antimatter) : 반입자 (반양성자, 반중성자, 양전자 등)로 구성되는 물질을 말한다.
* 물질 + 반물질 = 빛 (에너지)
2. 빅뱅 후 1초 뒤 : 전자, 양성자, 중성자 생성
- 빅뱅 폭발 지점 : 폭발 후 전자(Electron)와 쿼크(Quark), 기타 소립자(Neutron)들로 이루어진 끓탕(Boiling Soup) 발생
- 쿼크(Quark) 시대 : 빅뱅 후 쿼크가 태어난 10의-34승 초부터 쿼크가 우주 무대에서 사라지는 10의-10승 초 사이의 짧은 시간을 쿼크 시대(quark epoch)라고 한다. 물론 쿼크와 함께 거의 같은 개수의 반 쿼크(anti-quark)도 존재했다. 쿼크는 반 쿼크보다 10억 분의 1정도 더 많았다고 한다. 이때는 우주의 온도가 너무 높아서 쿼크들이 결합하지 못한채 급격하게 팽창하는 우주 공간에서 자유롭게 운동하고 있었다. 한편, 물질인 쿼크와 반물질인 반 쿼크는 1대 1로 만나면 쌍소멸(pair annihilation)이 일어나 높은 에너지의 광자로 바뀐다. 쌍을 이루는 쿼크와 반쿼크는 쌍소멸 되고 10억 분의 1에 해당하는 과량의 쿼크가 남아 현재의 물질 세계를 만들게 된다.
- 양성자(Pronton)와 중성자(Neutron) 시대 :
3. 빅뱅 후 3분 ~ 30만년 사이 : 경원소(리튬, 듀테륨, 헬륨) 생성 / 원자 (수소, 헬륨) 생성
- 우주공간 : 초고온 증기로 가득 찬 환경이 조성되면서 헬륨, 리튬, 듀테륨같은 경원소들 생성
- 양선자, 전자, 중성자들이 결합해서 수소와 헬륨같은 원자들 형성
- 처음 3분 : 초기 우주에서 3분 사이에 수소로부터 헬륨이 만들어지는 과정을 빅뱅 핵합성이라고 한다.
이 과정은 2p + 2n → He-4로 요약할 수 있다.
중성자 베타 붕괴의 반감기인 15분이 한번 지나가기 전인 3분 사이에, 즉 중성자가 풍부한 빅뱅 우주에서 2번 원소인 헬륨이 만들어진 것이다. 그리고 약간의 리튬도 만들어졌다.
처음 3분 사이에 반발하는 양성자를 붙잡아 무거운 원소를 만들어 내는 중성자의 역할이 드러난 셈이다.
3분이 지나가면 우주의 팽창에 따라 온도는 떨어지고 입자 사이의 거리가 멀어져서 더 이상 핵 합성이 일어나지 못한다.
이때 수소와 헬륨의 질량비가 3: 1 정도로 결정되었다.
빅뱅 핵 합성이 시작될 때 중성자와 양성자의 비율은 1: 7 정도였는데, 1에 해당하는 중성자는 7 중에서 1에 해당하는 양성자와 결합해서 2에 해당하는 헬륨을 만들었고 6에 해당하는 양성자가 남았다.
그래서 수소와 헬륨의 질량비는 6 : 2 = 3 : 1 정도가 된 것이다.
이 비율은 그 이후 크게 바뀌지 않아서 현재 우주에서도 그대로 관찰이 되고 있다.
4. 빅뱅 후 10억년 후 :
* 별 : 수소 헬륨으로 이루어진 거대구름(분자운)이 별을 생성
* 은하 : 별들이 모여 은하 형성
* 중원소 : 초기 소멸한 별들이 중원소를 남김
* 별, 은하 : 남겨진 중원소들이 또 다른 별과 은하로 발전
- 은하 형성 : 수소와 헬륨 원자들이 거대구름 분자운을 형성하고, 분자운은 별(Stars)과 은하(Galaxies)로 발전
* 분자운 (Molecular Clouds) : 별의 형성은 오로지 분자운 안에서 일어난다. 높은 밀도와 낮은 온도를 가진 분자운에서 일어날 수 있는 당연한 현상이다. 하지만 중력이 분자운 내에 과도하게 작용하면 내부의 압력이 밖으로 작용하는 힘을 방해하여 분자운이 붕괴될 수도 있다. 이 현상은 관측된 흔적이며 큰 별이 생성되는 구름은 그것들 안의 중력(별이나 행성이나 은하들)만큼의 크기로 생성되도록 한정한다
5. 현재
* 수소는 빅뱅 대폭발 후 3분 뒤 만들어짐
* 팽창과정에서 온도가 감소하면서 수소 헬륨 가스 밀도가 높아짐
* 초기우주 : 수소 헬륨 가스로 가득함
* 가벼운 물질 -> 핵융합 -> 무거운 물질 생성 (별)
* 별 : 내부에서 스스로 핵융합 반응으로 에너지(빛)를 내는 천체
* 물의기원 :
* 골딜락스 존 :
* 우주 팽창의 증거 : 붉은 색 별
* 머치슨 운석 : 지구에 떨어진 운석에서 이상한 냄새 -> 물질 성분 분석 -> 유기물질 발견
실험 : 무기물 -> 유기물 합성 실험
대폭발 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전
ko.wikipedia.org
'정보 DB' 카테고리의 다른 글
| [DB] 복싱 Boxing (0) | 2022.11.09 |
|---|---|
| [DB] 사이언스 픽션 SF (Science Fiction) (0) | 2022.10.23 |
| [DB] UFC 헤비급 챔피언 역사 UFC Heavyweight Champion History (0) | 2022.05.20 |
| [DB] 픽사 스토리 구성 팁 Pixar Storytelling Tip (0) | 2022.05.03 |
| [DB] UFC 역대 챔피언 타이틀 UFC Champions Title (1997-2022) (0) | 2022.05.03 |
