천체 물리학 서론 26단원 연습문제 답안

1) 등방성과 균일성 : 첫째 문제는 인과성(causality)의 문제이다. 유한한 광속도 때문에 우주의 나이가 일 때, 보다 멀리 떨어진 두 지역은 서로 소식이 오갈 수 없다. 거리가 이내에 있는 지역들은 지평선 안에 있다고 말하며 보다 멀리 있는 지평선 밖에 있다고 말한다. 현재 우주의 멱함수 팽창을 재결합시기 이전까지 적용하면, 배경복사의 마지막 산란면 상에서 지평선 크기에 해당하는 각지름은 정도에 불과하다. 그러므로 우주 배경복사 전천 지도는 여러 영역들을 포함하고 있다. 배경복사가 마지막으로 산란되기 이전에 각 영역이 가지고 있었던 초기 온도에 대한 정보를 교환할 수 없었음으로, 각 영역은 다른 온도를 가져야 한다. 결과적으로 배경복사의 하늘에는‘얼룩’이 져야 한다. 즉, 거시적인 비등방도가 있어야 하는데, 실제로는 그렇지 않다. 관측된 배경복사의 천구상의 분포는 놀랄 만큼 균질하며 거시적으로 비등방성이 없다. 여기서 남아 있는 문제는“어떻게 우주는 균일한 온도를 가질 수 있을 정도로 작은 영역으로부터 성장하였는가”이다.