우주 상수

 

1. 개요
2. 배경
3. 현재


1. 개요

  • cosmological constant,宇宙常數
  • 기호 : Λ
물리우주론에서 진공의 에너지 밀도를 나타내는 기본 물리 상수다. 단위는 역제곱초(s－2)다. 원래 우주 상수는 1917년 알베르트 아인슈타인이 팽창하지 않는 우주 모형인 정적 우주론의 개념을 설명하기 위해 자신의 이론으로 도출된 아인슈타인 방정식에 우주 상수항을 추가시키면서 처음 알려졌다. 그러나, 이후 초신성의 연구를 통해 우주가 팽창한다는 사실이 천문학자인 에드윈 파월 허블에 의해 증명이 되자 아인슈타인 자신도 이후 폐기시킨 이론이였다. 그후 오랫동안 물리학에서 폐기된 개념이였으나 최근들어서 우주가 가속 팽창한다는 사실이 밝혀지면서 그 현상을 설명하기 위해 우주 상수가 다시 재 주목받고 있는 중이다.

2. 배경

허블에 의해 우주가 팽창한다는 사실이 알려지기 전에는 우주는 영원불멸하다는 이론이 지배적이었다. 이 당시만 해도 우주 팽창론이 밝혀지기 전이라서 주류이론은 우주가 팽창하지도 수축하지도 않는다는 정적 우주론이 주류 이론이였다. 문제는 우주가 팽창하지 않는다면 은하는 서로 중력에 의해 가까워지고 궁극적으로는 대충돌(빅 크런치)이 일어난다는 결과가 도출되었다. 이에 따라 아인슈타인은 정적 우주론을 설명하고자 수축하는 중력에 대항하는 척력(밀어내는 힘)이 있다 가정했는데 아인슈타인 방정식에 추가 항을 넣은 이론적인 상수였다.
문제는 1929년 허블에 의해 우주가 팽창하고 있다는 사실이 밝혀졌고 이에 따라 아인슈타인은 '일생일대의 실수'라고 인정하고 이 우주상수항을 폐기시켰다. 아인슈타인은 이러한 값이 팽창에 따른 척력에 의해 이후에는 정적인 우주가 될 수 있다며 미래는 우주의 근원적인 곡률에 의해 결정된다고 견해를 수정했다.

3. 현재

1998년, 우주가 이전에 생각하던 팽창 우주와 달리 계속적으로 가속 팽창이 된다는 사실이 관측으로 밝혀졌다. 이에 따라 이에 따른 현상을 설명하기 위해 중력에 대항하는 우주에 팽창을 가속시키는 척력을 설명해야 했다. 이 힘을 지금은 아무것도 밝혀지지 않았기에 암흑 에너지(Dark Energy)로 부르는데 이 현상을 아인슈타인이 도입했다 폐기된 우주 상수를 통해 가장 간단히 설명할 수 있게 되었기에 최근에는 다시 재조명받기에 이르렀다.

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