우주상수 문제(The Cosmological constant problem)

전문가 제언

□ 대폭발모형은 우주배경복사와 핵자들의 존재 비율 등 관측적 사실을 바탕으로 70년대에 표준우주모형으로 확립되었다.

□ 임계 에너지밀도란, 우주상수가 0이고, 곡률 0인 경우 현재 관측되고 있는 Hubble 상수를 줄 수 있는 에너지 밀도값을 말한다.

□ 우주에 존재하는 에너지 밀도값과 임계 에너지 밀도의 비가 1보다 크거나 작음에 따라 우주의 진화는 크게 닫힌 우주/열린 우주로 나뉜다. 이 비율이 1이 아닌 경우에는 시간에 따라 빠르게 변한다. 만약 이 값이 우주 초기에 1이 아니라면, 현재 이 값이 관측되는 0.3에서 3사이에 있기 위해서 우주 초기에 이 값은 의 범위 안에 있어야 한다. 변수를 매우 작은 범위 안에서 조절하는 문제를 미세조정문제라고 하며, 물리학의 여러 분야에서 나타난다. 이런 문제를 피하기 위해 물리학자들은 보통 이 값은 정확히 1에서 출발하여 현재도 1일 것이라고 생각한다. 그러나 그 이유는 모르며, 이를 ‘평평함 문제’라고 한다.

□ 중력효과를 통해 관측되는 물질에너지는 임계 에너지밀도의 1/3 정도만을 주기 때문에, 나머지 에너지는 다른 형태의 물질 상태로 존재할 것으로 추측된다. 우리나라에서도 초대칭 이론에 근거하는 암흑물질인 WIMP를 찾아 우주의 질량 문제를 해결하려는 노력이 실험적으로 이루어지고 있다. 다른 방법으로, 관측되지 않는 에너지밀도를 우주상수의 존재에 의한 것으로 설명할 수 있다.

□ 우주상수가 0이 아니면, 양자역학적 진공에너지의 기여에 의하여, 우주 초기에 수준의 미세조정 문제가 일어난다. 따라서 우주상수의 도입을 피하기 위해 초대칭, 제5원소, 브레인 우주설 등의 이론이 시도되었으나 아직 특이점 문제와 미세조정 문제를 동시에 피할 수 있는 명확한 설명은 없다.

저자

Brax, P

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2004

권(호)

45(3)

잡지명

CONTEMPORARY PHYSICS

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

227~236

분석자

황*룡

분석물

• 우주상수 문제.pdf [201,933 byte]

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