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빅뱅의 증거에는 무엇이 있을까 ?
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우주가 팽창하는 비율로 옛날로 거슬러 올라가게 되 면 우주는 원래 아주 작은 크기로 될 것인데 지금 우 리가 볼 수 있는 우주는 150 억년 전에는 작은 한 점으 로 모여 있었다고 생각할 수 있다. 그러다가 어떤 힘 에 의해서 대폭발을 일으켰고 그 힘에 의해서 아직도 우주는 팽창하고 있다고 생각하는 이론이 바로 이 빅 뱅이론이다. 우주가 늘어난다는 사실을 바탕 으로 해서 세워진 이론 빅뱅이란 ?
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빅뱅의 첫번째 증거 수소와 헬륨의 분포 비율 우주의 나이가 약 3 분이 되었을 때 양성자와 중성자의 개수비는 8:1 이었다. 이때 질량비를 확인하면 양성자 14 개와 헬륨 1 개 ( 양성자 2 개와 중성자 2 개 ) 이므로, 전체에서 헬륨이 차지하는 질량비는 22% 이다. 이 비율은 우주에서 가장 오래된 별에서 확인되는 헬륨의 양과 비슷하다. 양성자 중성자 He 그럼 우주 공간에 존재하는 수소와 헬 륨의 비율은 무엇으로 확인하는 걸까 ?
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스펙트럼의 분석 우주 공간에 존재하는 수소와 헬륨의 비율은 스펙트럼의 분석으로 확인한다. 특히 물질의 종류는 방출 스펙트럼이나 흡수 스펙트럼을 통해 물질의 종류를 알 수 있다 방출 스펙트럼 : 전자가 높은 에너지의 궤도에서 낮은 에너지의 궤도로 옮겨질 때 생성된다. 흡수 스펙트럼 : 원자가 빛을 흡수하여 전자가 더 높은 에너지의 궤도로 옮겨질 때 생성된다.. 좀 더 알아볼까 ?
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모든 원소들은 안정된 상태를 유지할 수 있는 서로 다른 고유한 전자 궤도를 가지고 있다. 이와 같은 궤도에서 전자는 일정한 에너지를 갖는다. 이 때 원자에 에너지가 공급되면 전자는 더 높은 에너지를 가지는 궤도로 이동할 수 있다. 반대로 높은 에너지의 궤도에 있던 전자가 낮은 에너지의 궤도로 이동할 때 원자는 광자라고 불리는 빛 알갱이 형태로 에너지를 방출한다. 한편 원자가 충분히 많은 양의 에너지를 흡수하면, 하나 또는 그 이상의 전자들이 궤도를 완전히 이탈하여 원자에서 떨어져 나간다. 이때 원자는 (+) 전하를 띠며, 이를 이온이라 한다. 스펙트럼의 분석 흡수 스펙트럼에 대해 알 아볼까 ?
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흡수 스펙트럼 흡수 스펙트럼이 처음 분석된 별은 태양이다. 프라운호퍼는 태양의 스펙트럼에서 프라운호퍼선이라 불리는 600 개 이상의 흡수 스펙트럼을 찾아냈다. 이후 과학자들은 태양에는 60 개 이상의 원소가 존재한다는 것을 알게 된다. 이처럼 우주를 구성하는 물질에서 각 원소 가 가지고 있는 고유한 흡수 스펙트럼을 비 교하여 알아낸 수소와 헬륨의 질량 비율은 대부분의 별에서 약 3:1 로 나타난다. 이 비 율은 빅뱅에서 예측하는 3:1 의 값과 일치한 다. 이러한 결론으로 우주 기원에 대한 빅뱅 이론은 확고한 지지를 얻었다.
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빅뱅의 두번째 증거 2.7K 우주 배경 복사 빅뱅을 인정하게 된 가장 중요한 증거이다. 잡음 전파를 연구하던 과학자에 의해서 우연히 발견이 되었다. 우주가 탄생하고 약 38 만 년 정도가 지났을 무렵에 우주는 3000 K 정도의 고온 상태였으며, 우주에는 초고열 방사 흔적으로 가득 차 있었다. 이것이 바로 2.7 K 우주 배경 복사의 원래 모습이었던 것이다.
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빅뱅의 세번째 증거 우주에 존재하는 헬륨 의 양 우주에 존재하는 헬륨의 양은 별에서 생성될 수 있는 양보다 많이 분포하고 있다. 이처럼 헬륨의 양이 많이 분포하는 까닭은 빅뱅 직후 초고온 상태의 우주에서 생성되었다고 생각할 수 있으며, 이는 빅뱅을 지지하는 또 다른 증거이다. 그럼 이제 마무리를 해 볼까 ?
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빅뱅의 증거에는 ( ), ( ),( ) 가 있다. 19 세기 초 프라운호퍼는 태양의 스펙트럼에서 ( ) 이라 불리는 600 개 이상의 흡수 스펙트 럼을 찾아냈다. 수소와 헬륨의 질량비는 ( ) 이다. 수소와 헬륨의 분포 비율 2.7 K 우주 배경 복사우주에 존재하는 헬륨의 양 프라운호퍼선 3 : 1
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