본문 바로가기

상대성이론. 거시물리학

정상우주론 steady-state theory, 正常宇宙論

물리학백과

정상우주론

[ Steady-state cosmology ]

정상우주론(steady-state cosmology)은 우주의 모든 곳이 동등하고 시간에 따라 변하지 않는다는 이론이다. 이에 따르면 우주는 시작과 끝이 없이 영원하다. 허블의 법칙에 의해 우주가 팽창하고 있으므로 물질의 밀도가 점점 작아져야 하지만, 이를 상쇄하기 위해 물질이 계속 생겨나서 결과적으로 물질의 밀도가 시간에 따라 변하지 않는다고 한다. 이 이론은 대폭발 우주론의 대안으로 1950년대에 주로 연구되었으나 현재는 관측 결과와 어긋나는 점이 너무 많아서 폐기된 이론이다.


아인슈타인(A. Einstein, 1879-1955)은 우리 우주가 시간에 따라 변하지 않는 정적인 우주일 것이라고 기대했으나, 본래 1915년에 만든 일반상대성이론으로는 정적인 우주 모형을 얻을 수가 없었다. 1917년에 아인슈타인은 우주 상수를 도입함으로써 특별한 경우에는 정적인 우주가 가능하다고 주장하였다. 이것이 정상우주론을 처음으로 이론화한 예라 할 수 있다. 그러나 이 우주 모형은 불안정하여 정적인 상태가 유지될 수 없다는 것이 곧 밝혀졌기 때문에 큰 의미를 부여하기 어렵다. 특히 1929년에 허블(E. P. Hubble, 1889-1953이 우주가 팽창한다는 허블의 법칙을 발견한 뒤, 아인슈타인은 결국 '일생 최대의 실수'라며 이 모형을 철회하였다.

그림 1. 정상우주론에서는 우주가 팽창하면서 물질이 계속 생겨난다.

1948년에 본디(H. Bondi, 1919-2005)와 골드(T. Gold, 1920-2004), 그리고 호일(F. Hoyle, 1915-2001)은 우주의 팽창에도 불구하고 물질의 밀도가 상수로 유지되는 이론을 발표하였다. 이를 위해서는 우주 공간에서 물질이 계속 생겨나야 한다(그림 1). 정상우주론이라고 할 때는 보통 이 이론을 가리킨다. 1950년대에 이 정상우주론은 대폭발 우주론과 함께 대표적인 두 우주론으로 대립하였으나 1960년대에 접어들어 정상우주론의 예측과 다른 관측 결과가 발표되면서 점차 지지를 잃게 된다. 특히 1964년에 발견된 우주배경복사는 대폭발 우주론의 대표적인 예측으로서 정상우주론으로 설명하기 어려운 것이었다. 현재는 정상우주론은 역사적인 가치만 있을 뿐이고 정상우주론을 연구하는 학자는 거의 없다.

[네이버 지식백과] 정상우주론 [Steady-state cosmology] (물리학백과)