우주론의 역사

가. 시공간 공간 : 물질의 크기, 거리, 연속적 분포와 연결  ( 근대 ) 물질과 상관없이 독자적으로 존재 시간 : 연속체의 흐름 ( 물, 모래, 촛불, 향 ) 자연의 주기적 변화 ( 천체, 계절, 기후 )  ( 근대 ) 일정하게 무한히 흘러가는 절대적 시간  ( 현대 ) 시공간

나. 물질과 구조물 1. 메소포타미아, 인도 등 중심에 큰 산 (Meru) 이 있는 유한한 우주 2. 탈레스, 피타고라스 둥근 우주 -- 기하학적 논리를 따르는 절대미의 표현  플라톤  코페르니쿠스, 갈릴레오, 케플러의 수학 적 우주론 3. 레우키포스, 데모크리토스 등 원자론자 (BC 5C) 원자와 원자 사이에 허공 존재

4. 아리스토텔레스 (BC ) 진공 없음. 모든 것은 공기나 물로 싸여 있다. ∵ 운동∝힘 / 마찰력 인데, 진공이 있으면 마찰력이 없어 속도가 무한 구대칭이고, 지구가 중심인 유한한 우주공간 ∵ 무한량의 원소, 반지름이 무한한 원운동 불가능 --> 유한 5. 데카르트 공간은 연속적인 물질 분포 덕에 존재 6. 뉴튼 스스로 영원히 존재하고 움직이지 않는 절대 공간 일정한 속도로 흘러가는 절대적, 수학적 시간 시간은 현상 구별용 매개변수 (Principia 1678)

7. 19 세기 전자기 파동이 전파될 때 매개로 삼는다는 에테르를 부정  공간은 진공, 즉 물질이 ‘ 없는 것 ’ 이 아닌 스스로 ‘ 있는 것 ’, 즉 물리 적 實存在임 ! 8. 아인쉬타인 (1905) 특수 상대성 이론 <-- 광속도 일정 9. 민콥스키 (Minkowski 1908) 독립된 실존재는 시간과 공간이 통합된 시공간 10. 아인슈타인 시공간이 휘어 있음 (1912), 일반 상대론 (1915)

11. 호킹 (Hawking), 펜로우즈 (Penrose) (1969) 우주 ( 시공간 ) 는 빅뱅 때 특이점으로부터 출발 12. 현재 * 시공간의 양자역학적 해석 要. * 진공은 끊임 없이 물질과 반물질이 생성, 소멸하는 바다 ( ∼아리스토텔레스 ) * 시간의 비대칭성 * 관측된 우주공간, 관측할 수 있는 우주, 우리가 속한 전 우주, 스스로 존 재 원리를 갖춘 ‘ 여러 우주들 ’ 로 인식범주 확장

1. 물질 ㄱ. 근본 재료 중국 등 동양 陰과 陽의 대등개념 --> 대립. 창조. 조화 물질의 존재 형태는 五行 --> 행성, 방향, 곡식, 색 깔, 맛, 윤리, 장기.... 그리스 만물의 원질 -- 탈레스 ( 물 ), 아닉시메네스 ( 공기 ), 헤 라클레이토스 ( 불 ), 크세노파네스 ( 흙 )

ㄴ. 물질 존재 형태 원자론자 ( 레우키포스, 데모크리토스 ) 우주는 진공과 원자로 원자는 모양과 크기가 다르고, 같은 물질로 자유운동하는 원자  원자끼리 충돌  다양한 현상 Dalton(1803) ‘ atom' 을 화학에 씀. 물질은 질량이 다른 원자로 20 세기초 Thomson(1899) 전자, Rutherford(1911) 원자핵 Bohr(1913) 원자모형 --> 물질 = 소립자의 집합체 20 세기 말 장 ( 場 field) 이론 ( 물질은 연속체 ) string theory - 물질 기본단위는 끈이다.

2. 물질계의 구조 신화, 샤머니즘 시대 세 권역 ( 천상, 지상, 지하 ). 각 권역간의 통행 ( 접신 ) 그리스 시대 피타고라스 학파 구와 원운동이 우주구조와 운행의 기본양식 ( 기하학적 조화 ) 에우독소스 플라톤의 이원적 구조

아리스토텔레스 월하권에는 물리적 실체 ( 흙, 물, 공기, 불. 상하운동 ) 월상권에는 영적인 존재 ( 에테르. 원운동 ). 유한, 불변 우 주. 프톨레마이오스 ( ) : 행성궤도는 대원과 주전원의 복합운동

암흑기 : 신비적 우주관 Oresme (14C) 운동은 한 물체가 다른 물체에 대하여 위치를 바꿀 때만 인식 코페르니쿠스 ( ) 아리스타르코스 ( BC) 태양중심 모형 채택  이상적 Oresme 생각 수용  원운동으로 우주체계 ( 붙박이 별, 행성 의 투명 수정구 ) Digges ( ) 외곽의 붙박이 항성구 제거. 무한 우주 Bruno ( ) ‘ 우주에 중심이 없다 ’. 수많은 태양계를 거느린 무한우주.

티코 브라헤 ( ) 혜성의 시차  혜성은 원구 바깥에  수정 천구 부정. 월상권도 물리적 세계 뉴톤 ( ) 시대 중심이 없는 무한한 우주에 별들이 고르게 분포. 그 중 한 별인 태양에 행성계 Wright ( ) 별분포 하늘에 불균일  별분포 원반 또는 구각 모양 ( 접면으로 봄 )

칸트 ( Kant 18C) 원반 꼴의 별집단들이 계층적 구조 형성. 성운은 다른 은하 수. 라플라스 (Laplace 18C) 거대한 은하수 원반. 성운은 태어나고 있는 외부 행성계  은하 중심설  허쉘. 섀플리 (Shapley) 의 섬우주론 아인쉬타인 (1917) 거시적 규모에서 물질은 균일. 등방 분포. 즉 더 이상 구조 없다 (Cosmological Principle) -- 엠페토클레스 BC 5C, 루크레티우스 BC 1C -- 오늘날 입 증  정지 우주론 ( 우주상수 도입 )

de Sitter (1917) 우주공간의 크기와 곡률은 그 안의 물질밀도에 의해 결정 Friedmann ( ), Robertson & Walker (1935) 우주 시공간 구조와 진화에 대한 일반 상대론의 세 해 발견 Opik (1922) 안드로메다 대성운 거리 ∼ 100 은하수 크기 Hubble (1923) 안드로메다 은하 ( 낱개 별로 이루어짐 ) 의 변광성에서 거리측 정  1920 년대 다은하설 입증

슬라이퍼 (Slipher 1923) 외부은하의 후퇴속도와 거리 --> 팽창하는 광대한 우주 Lemaitre (1929) 모든 물질은 먼 과거에 고밀도 상태에서 터져나옴 Hoyle (1940 년대 ) Big Bang 조어. Gold, Bondi 와 정상 우주론 제기. Gamow (1948) 물질의 원소비 설명. 우주배경복사 예측 (Dicke 1964)

펜지아스, 윌슨 (Penzias & Wilson 1965) 우주배경복사 발견 --> 대폭발 우주진화론 각광 Hawking, Penrose (1969) 초기우주의 특이점 증명 --> 양자론 + 일반상대론 필요 1970 년대 후반 이후 우주거대구조 발견 우주배경복사, 외부은하, 전파은하, 퀘이사 등의 분포 --> 우주원리 입증 Guth (1980) 초기우주공간의 급격한 팽창  우주의 균일성, 등방성, 우주구조 기원 설명

COBE (1989) : 우주배경복사의 흑체복사 스펙트럼 (1990) 10° 이상 규모에서 비등방성 ( 온도요동 ) 발견 (1992) 1990 이후 : 표준 우주론 ( 차가운 암흑물질 모형 ) 의 위기 --- 우주의 나이 문제. 밀도요동 문제 WMAP (2003): 우주배경 복사의 정확한 관측을 통한 정밀 우주론 시대 돌 입