시간의 수수께끼

우리 우주는 생기자마자 ‘인플레이션’이라고 불리는 급격한 팽창을 하여 크게 성장하여 없어지는 것을 피한 것이다. 우주는 현재 팽창하고 있다. 우주에 존재하는 물질이 많을수록 팽창을 가로막는 중력이 강해진다. 그러나 어느 밀도 이하의 물질밖에 없다면 우주는 영원히 팽창을 계속하게 된다. 그러한 우주는 무한의 크기를 가지고 있기 때문에 ‘열린 우주’라고 불린다. 그럼 열린 우주의 관점에서 우주의 시간을 바라보자. 태양은 앞으로 약 50억 년이 지나면 모두 타 버린다. 태양 정도의 무게를 가진 별은 그대로 식어 간다. 더욱 무거운 별의 경우는 별 전체가 대폭발을 일으키고, 그 댜음에 중성자 별이나 블랙홀이 남는다. 은하에서는 보통의 별은 사라지고 가볍고 차가워진 별, 중성자 별, 블랙홀만이 남는 것이다. 그들 별은 매우 긴 시간이 흐르는 동안 우연히 서로 접근하는 일이 있다. 그 때 어느 쪽의 별이 에너지를 얻어 은하 밖으로 튀어나가게 되므로, 남은 은하는 자신의 중력을 이겨 내는 에너지가 줄어 결국 수축하게 된다. 이와 같은 일이 몇 차례 일어나면 은하 전체가 자신의 중력에 의하여 수축해서 마침내 블랙홀이 되고 만다. 이렇게 하여 우주는 은하가 수축한 블랙홀만으로 이루어지는 것이다. 이러한 블랙홀은 주위의 물질을 \훕수하여 성장해 간다. 우주가 점점 팽창해 가면 블랙홀이 흡수할 것이 없어질 것이다. 그러면 블랙홀은 오랜 시간에 걸쳐 빛을 방출하고 증발하기 시작한다. 무거운 블랙홀일수록 온도가 낮고, 증발이 진행될수록 가벼워지고 온도는 높아져 결국 최후에는 대폭발을 일으킨다. 즉 계속해서 팽창하는 우주에서는 시간이 영원히 계속되는 것이다. 우주에 불질이 충분하면 그 중력에 의하여 결국 팽창은 멈추게 되고, 그 다음 우주는 수축으로 바뀐다.