우주의 이해

관찰과 이론의 양 측면에서 발견된 여러 가지 증거를 토대로 현재의 우주가 오랫동안 우리가 생각했던 것보다 훨씬 더 불균일한 구조를 가지고 있음을 분명히 알 수 있다. 그러나 은하단 초 은하단 그리고 이보다 훨씬 더 큰 대규모 구조들이 보이지 않는 암흑 물질을 동반할 것으로 믿기 때문에 이것이 사실이라면 실제 질량의 집중도는 그 몇 배가 되는 셈이다. 따라서 이러한 구조 속에 얼마나 많은 암흑 물질이 존재하는가의 여부가 우주의 불균일성의 정도를 결정하게 될 것이다.
우주배경복사의 관측 결과를 토대로 초기 우주에 나타났던 원시 주름이 매우 작았다는 사실을 알고 있다. 그 주름은 중력의 영향으로 물질이 합쳐지고 구조를 형성하게 된 씨앗이다. 편차가 아주 작았기 때문에 만약 오늘날의 우주구조가 빅뱅 이후 150억년 동안 형성되었다면 우주 속에 형성된 물질의 양은 한계가 있을 것이다. 만약 우주가 임계 밀도에 가까운 평균 밀도를 가지고 있으면 일부 지역은 실질적으로 1보다 큰 오메가 값을 가진 반면 다른 지역은 그보다 작았을 것이다. 오메가 값이 1보다 큰 지역은 궁극적으로 수축해서 우주의 구조를 형성하고 밀도가 보다 작은 지역은 공동이 되어 오늘날의 우주와 같은 거품 모양의 구조를 이루게 되었을 것이다. 따라서 오메가 값이 1에 가까울수록 우주는 오늘날 관측되는 모습에 가까운 구조를 가지는 것이다.
1979년 앨런 구스는 인플레이션이론을 주장했다. 이 이론은 우주론의 매우 중요한 세 가지 문제를 해명해 준다. 첫번째로 인플레이션 이론은 우주배경복사의 균질성으로 밝혀진 극도로 균일한 초기 우주가 어떤 과정을 거쳐 현재 우주에서 명백히 드러난 불규칙한 구조로 진화할 수 있었는지 설명할 수 있다. 두번째로 이 이론은 자…