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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

천문학

빅뱅 이론의 지속되는 어려움

미디어위원회
2020-02-14

빅뱅 이론의 지속되는 어려움

(Continuing Troubles for the Big Bang Model)

by Jake Hebert, PH.D.  


       우주의 기원과 구조를 연구하는 세속적 우주론(Cosmology)에서, 빅뱅 이론은 지배적 모델이다. 어떤 크리스천들은 하나님께서 우주를 창조하기 위해 빅뱅을 사용하셨다고 말하지만, 그 모델은 여러 면에서 성경과 모순된다.[1] 빅뱅 이론과 관련된 최근의 몇몇 발전들이 있었으며, 거의 모두 빅뱅 지지자들에게 나쁜 소식이다.

빅뱅 이론에 따르면, 우주는 한때 매우 조밀하고 뜨거웠다. 우주는 약 140억 년 전에 빠르게 팽창하기 시작했고, 오늘날에도 여전히 팽창하고 있다. 먼 은하에서 오는 빛을 단서로 유추된 이러한 우주의 팽창은 빅뱅 이론이 제안하는 세 주요한 주장 중 첫 번째이다.[2] 두 번째 주장은 빅뱅이론이 가벼운 원소인 수소와 헬륨을 잘 설명한다는 것이다. 세 번째는 우주의 모든 방향에서 우리에게 오는 희미한 우주배경복사(CMB, cosmic microwave background radiation)의 존재이다(그림 1). 빅뱅 지지자들은 CMB를 빅뱅(커다란 폭발)이 발생하고 약 40만 년 후의 “잔광”으로 해석한다.

이러한 명백한 성공에도 불구하고, 빅뱅 이론에는 심각한 과학적 문제점들이 있다. 빅뱅 지지자들의 가장 큰 문제점 중 하나는, 우주에 있는 “물질”의 약 95%는 암흑물질(dark matter)과 암흑에너지(dark energy)라고 불리는 미스터리한 존재로 구성되어 있다고 결론지어야 한다는 것이다. 그러나 그들은 이러한 것들이 무엇인지 모른다. 빅뱅 이론가들은 우주의 95%를 알지 못하면서, 어떻게 우주가 존재하게 된 과정을 이해하고 있다고 주장할 수 있단 말인가?[3]

ICR과 같은 창조과학 단체들은 크리스천들이 빅뱅 이론의 최신 버전을 알기를 원한다. 예를 들어, 빅뱅 우주론자들은 우주가 빅뱅이 일어난 직후에 급팽창(inflation, 인플레이션)이라는 과정을 겪은 다음에 나타났다고 말한다. 그러나 오늘날 대부분의 이론가들은 급팽창이 먼저 발생했고, 빅뱅을 유발했다고 주장한다.[4]


허블상수 모순

대부분의 천문학자들은 우주가 팽창하고 있으며, 은하들이 서로 멀어지고 있다고 생각한다. 과학자들은 이 팽창을 규정하기 위해, H0으로 표시되는 허블상수(Hubble constant)라는 숫자를 사용한다. 그들은 H0를 계산하기 위해서 두 가지 다른 방법을 사용한다. 한 가지 방법은 먼 은하의 추정 거리와 속도를 사용하여, 그 값을 직접 계산하는 것이다. 두 번째 방법은 CMB(cosmic microwave background) 복사선의 세부 사항을 관측하고, 이 숫자를 추론하는 것이다. 이 두 가지 방법으로 계산된 값은 서로 상충되며, 최근의 연구도 이 문제를 해결하지 못했다.[5~7]

빅뱅 이론의 지지자들은 CMB를 사용하여 H0 값을 유추할 때, 빅뱅 모델이 올바른 것으로 가정한다. 따라서 자연적으로 이 모델이 틀렸다면, 이 방법으로는 정확한 결과를 얻지 못할 것이다. 창조론자들은 이 두 가지 방법이 모순되는 결과를 낳는 것에 놀라지 않는다. 그리고 CMB가 빅뱅에 대한 가장 강력한 논증이지만, 이 복사선에 세부 사항은 빅뱅 이론과 맞지 않는다.[8] 예를 들어 케임브리지 대학의 천체물리학자 조지 엡스타티우(George Efstathiou)는 CMB가 급팽창(inflation) 빅뱅 이론의 예측치와 어떻게 불일치하는 지에 대해 다음과 같이 말했다 :

급팽창 이론은 오늘날의 우주는 거대 규모에서 모든 방향으로 균질하게 나타날 것을 예측한다... 또한 이 균일성(uniformity)은 CMB 내에서 거대 규모로 [온도] 동요(fluctuations)의 분포로 특성화되어야 한다. 그러나 냉점(cold spot)과 같이, 플랑크 위성으로 확인된 이러한 이상(anomalies)들은 그렇지 않음을 가리킨다… 이것은 매우 이상하다… 그러한 이상들이 정말로 있다면, 그것이 급팽창 이론과 어떻게 적합한지 의문을 제기해야한다... 그것은 정말로 수수께끼이다.[9]

그림 1. 우주 마이크로파 배경복사(CMB)의 천체 지도. 비록 CMB의 존재가 빅뱅에 대한 강력한 증거라고 주장되지만, 이 복사선의 특징은 빅뱅 이론의 예측(균일성)과 일치하지 않는다.(온도 차이가 나는 냉점들이 발견된다). 데이터는 플랑크(Planck) 위성에 의해 얻어졌다.


잃어버린 바리온 물질이 발견됐는가?

양성자와 중성자와 같은 무거운 아원자 입자를 바리온(baryons)이라고 한다. 양성자와 중성자는 한 원자의 거의 모든 질량을 구성하고 있기 때문에, 우리가 일상적 경험에서 상호작용하는 정상적인 원자 물질을 바리온물질(baryonic matter, 눈으로 볼 수 있고 형태와 에너지를 지닌 모든 물질)이라고 부른다.

앞에서 언급했듯이, 빅뱅이론을 지지하는 세 주요한 주장 중 하나는, 우주에서 수소와 헬륨이 풍부하게 관측되는 것은 빅뱅 이론으로 설명될 수 있다는 것이다. 그러나 이것은 라디오의 튜닝 다이얼과 같이, 빅뱅 모델은 조정 가능한 매개변수를 갖고 있기 때문에[10], 빅뱅 과학자들은 빅뱅 모델이 관측된 수소 및 헬륨의 풍부함과 일치하도록, 이 매개변수의 값을 선택한 것이다.[11]

따라서 대중의 인식과 달리, 빅뱅 이론은 수소와 헬륨의 풍부함을 성공적으로 예측하지 못한다. 오히려 빅뱅 이론의 지지자들은 그들의 모델이 정답을 제공하도록 매개변수의 값을 선택하고 있는 것이다.[12~14] 그럼에도 불구하고, 세속적 과학자들은 관측된 수소와 헬륨의 양과 그들의 모델이 일치하는 것을 주요한 성공으로 간주한다.

한번 빅뱅 과학자가 이 매개변수에 대한 값을 선택하면, 그 모델은 우주에 얼마나 많은 바리온 물질이 존재할지를 나타낼 수 있다.[15] 존재하는 것으로 생각되는 다양한 형태의 물질들을 합치면, 빅뱅 이론이 예측하는 바리온 물질의 양은 단지 전체의 20%에 불과하다.(그림 2). 빅뱅 천문학자들은 다른 80%는 보이지 않는 형태의 암흑물질이라고 생각한다. 이전의 관측 결과에 따르면, 과학자들은 눈으로 관측되는 별과 가스는 이 예측되는 바리온 물질의 절반을 설명할 수 있으나, 나머지 절반을 설명할 수 없었다.

그림 2. 빅뱅이 수소와 헬륨의 풍부함을 제공하도록 “조정(선택)”된 후, 대부분의 천문학자들은 빅뱅이 존재하는 물질의 약 20%를 차지하는 충분한 양의 바리온 물질을 생성했다고 말한다. 나머지 80%는 이국적 형태의 보이지 않는 "암흑물질(dark matter)"로 간주한다.


작년에 천문학자들은 이 문제를 해결했다고 주장했다.[16] (흥미롭게도, 다른 과학자는 1년 전에 그것을 해결했다고 주장했다.)[17] 이론가들은 잃어버린 바리온 물질이 은하들 사이에 위치하는, 얇고 뜨거운, 이온화 된 수소 끈 안에 존재해야한다고 생각한다. 천문학자들은 수소 자체를 감지하지 못하고, 수소와 관련된 이온화 된 산소를 탐지했다. 당연히 빅뱅 지지자들은 이것을 자신의 모델에 좋은 소식으로 볼 것이다. 그러나 실제로 잃어버린 물질이 직접 발견되지 않았음을 인식하는 것이 중요하다. 오히려, 세속적 과학자들은 그들의 모델에 기초하여, 잃어버린 수소와 관련됐다고 생각하는 산소를 발견한 것이다.

명백하게 반-창조적 편견을 갖고 있는 위키피디아(Wikipedia)에서, “잃어버린 바리온 문제”는 해결되었다고 강력하게 주장한 점을 주목해볼만한 가치가 있다.[18]


암흑물질은 여전히 탐지되지 않고 있다.

앞에서 언급했듯이, 많은 천문학자들은 우주에 있는 모든 물질의 80%가 보이지 않는 암흑물질(dark matter)이라고 생각한다. 천문학자들은 빅뱅 모델과 별도로 암흑물질의 존재를 추론했지만, 이 물질은 세속적 우주론자들에게 매우 중요해졌다. 그들은 별과 은하 형성 이론에서 엄청난 문제점을 인식하고 있다. 많은 사람들은 암흑물질이 어떻게든 그들의 이론을 작동시킬 수 있는 “잃어버린 성분”이라고 주장한다.[19] 이것은 이론가들에게 매우 편리하다. 암흑물질이 무엇인지, 또는 실제로 존재하는지 아는 사람이 없기 때문에, 아무도 그들의 이론이 잘못됐는지를 증명할 수 없다![20]

빅뱅 모델에서 모든 물질의 20%만이 (원자로 만들어진) 바리온일 수 있기 때문에, 빅뱅이론의 지지자들은 암흑물질이 어떤 특별한 것으로 가정해야만 한다. 다른 형태의 물질(즉, 자유전자, 중성미자 등)들이 존재하지만, 일반적으로 암흑물질 후보에서 배제되었다. 과학자들은 암흑물질은 이국적이고, 이전에 결코 관측되지 않은 물질이라고 주장할 수밖에 없다.

이 이국적(exotic) 물질은 어떻게 탐사되고 있을까? 잘 되지 않고 있다. 탐사 작업은 반복적으로 실패하고 있었고[21], 이론가들은 절망적이지는 않아도, 점점 긴장하고 있다.


빅뱅 이전의 암흑물질?

얼마나 실패하고 있는가? 최근 한 이론가는 빅뱅 이전에 암흑물질이 어떻게든 존재했을 것이라고 제안했다.[22, 23] 그것이 어떻게 가능할까? 모든 것의 기원은 빅뱅이라고 그들은 말해오지 않았는가? 이 이론가는 암흑물질은 빅뱅 이전에 존재했던 스칼라장(scalar field)이라고 불리는 것에서 온 것이라고 말했다. 이 아이디어의 문제점은 단지 한 스칼라장만이 존재하는 것으로 알려져 있는데, 이는 유명한 힉스 보손(Higgs boson)과 관련된 장이다. 다른 모든 스칼라장은 가설적이다.

따라서 하나님이 우주를 창조하기 위해 빅뱅을 사용했다고 말하는 크리스천들은 그러한 주장을 멈추어야한다. 가정되고 있는 “폭발”이 하나님이 행하신 최초의 창조 행위라면, 이 추론에 의하면 암흑물질은 창세기 1:1절 이전에 존재했다. 모든 존재하는 물질의 80%가 하나님의 창조 이전에 존재했다면, 하나님께서는 암흑물질을 창세기 1:1절 이전에 창조하셨는가? 그렇다면 왜 성경은 그것을 알려주지 않는 것일까? 그렇지 않다면, 암흑물질은 영원한 것일까? 그리고 암흑물질이 영원하다면, 그것은 기독교 신학에 어떤 영향을 미칠까?


빅뱅 이전의 시간?

이것은 또 다른 문제를 제기한다. 빅뱅 과학자들은 빅뱅 이전의 시간에 대해 질문하는 것은, “북극의 북쪽은 어디인가?”라는 질문처럼 무의미하다고 주장해 왔다. 그러나 분명히 그 질문은 우리의 믿음과 관련된 것으로 무의미하지 않다. 오늘날 그들은 빅뱅 이전의 시간에 대해 일상적으로 이야기하고 있다. 사실, 급팽창 이론가들은 이제 빅뱅을 시발한 급팽창 과정은 빅뱅이 우주를 창조했을 때까지 계속될 수 있었다고 주장한다. 이로 인해 우리의 우주는 무한한 수의 "다중 우주(multiverse)" 중에서 하나라는 생각으로 이어졌다.[24]


결론

이것은 빅뱅 이론이 얼마나 "물렁물렁한" 지를 입증해주고 있다. 그러나 세속 과학자들은 빅뱅 이론을 포기하지 않을 것이다. 빅뱅 이전의 시간과 같은, 빅뱅 이론이 해결할 수 없는 많은 문제점들과, 빅뱅 이론의 예측과 맞지 않는 수많은 관측들이 발견되어도 말이다.

크리스천들은 세속적 빅뱅 이론과 하나님의 말씀을 조화시키려고 노력하는 대신에, 하나님의 말씀을 기록된 그대로 받아들이는 것이 훨씬 나을 것이다. 우주는 빅뱅을 통해서가 아니라, 전능하신 하나님의 말씀에 의해서 존재하게 되었다.


참조 : 바이-바이 빅뱅? : 진화론적 천문학에서 풀리지 않는 수수께끼, 적색편이

http://creation.kr/Cosmos/?idx=1293923&bmode=view

세속적 과학자들도 빅뱅 이론을 거부하고 있다.

http://creation.kr/Cosmos/?idx=1293895&bmode=view

다윈주의에 대한 반란

http://creation.kr/HistoryofEvolution/?idx=1290174&bmode=view

빅뱅이론에 반대되는 증거들 목록

http://creation.kr/Cosmos/?idx=1294042&bmode=view

빅뱅 이론은 정말 과학적인가?

http://creation.kr/Cosmos#2965866

우주의 미세조정

https://www.youtube.com/watch?v=TqwHwgN1kQg&feature=youtu.be


*참조 2 : 자료실/천문학/우주

http://creation.kr/Cosmos


References

  1. Morris, J. D. 1997. Is the Big Bang Biblical? Acts & Facts. 26 (5).
  2. Some creationists (myself included) question whether this is a correct interpretation of the clues within this distant light. See Hartnett, J. 2011. Does observational evidence indicate the universe is expanding?—part 2: the case against expansionJournal of Creation. 25 (3): 115-120.
  3. Hebert, J. and B. Thomas. 2014. Does Science Support the Big Bang? Acts & Facts. 43 (7): 21.
  4. Hebert, J. 2013. The Ever-Changing Big Bang Story. Acts & Facts. 42 (1): 14.
  5. Hebert, J. Big Bang Hubble Contradiction Confirmed. Creation Science Update. Posted on ICR.org May 16, 2019, accessed August 23, 2019.
  6. Freedman, W. L. et al. 2019. The Carnegie-Chicago Hubble Program. VIII. An Independent Determination of the Hubble Constant Based on the Tip of the Red Giant Branch. Astrophysical Journal. 882 (1): 34.
  7. New Hubble Constant Measurement Adds to Mystery of Universe’s Expansion Rate. HubbleSite. Posted on hubblesite.org July 16, 2019, accessed August 23, 2019.
  8. Hebert, J. 2018. Does the Cosmic Microwave Background Confirm the Big Bang? Acts & Facts. 47 (6): 10-12.
  9. Discoveries from Planck may mean rethinking how the universe began. Phys.org. Posted on phys.org July 26, 2013, accessed September 6, 2019.
  10. This adjustable parameter is called the baryon-to-photon ratio. It is a measure of how many baryons are in the universe compared to the number of light “particles” (photons).
  11. Bergström, L. and A. Goobar. 2008. Cosmology and Particle Astrophysics, 2nd ed. Chichester, UK: Springer Praxis Publishing, 167-176.
  12. Krauss, L. M. 2012. A Universe from Nothing: Why There Is Something Rather Than Nothing. New York: Free Press, 24-25.
  13. Hoyle, F., G. Burbidge, and J. V. Narlikar. 2000. A Different Approach to Cosmology: From a Static Universe through the Big Bang towards Reality. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 97.
  14. Even with this freedom, the Big Bang still cannot adequately account for the relative abundances of different isotopes of lithium. See Thomas, B. Big Bang Fizzles under Lithium Test. Creation Science Update. Posted on ICR.org September 22, 2014, accessed August 20, 2019.
  15. Hebert, J. 2013. Dark Matter, Sparticles, and the Big Bang. Acts & Facts. 42 (9): 17-19.
  16. Nicastro, F. et al. 2018. Observations of the missing baryons in the warm–hot intergalactic medium. Nature. 558: 406-409.
  17. Crane, L. Half the universe’s missing matter has just been finally found. New Scientist. Posted on newscientist.com October 9, 2017, accessed September 9, 2019.
  18. Missing baryon problem. Wikipedia. Posted on Wikipedia.com, accessed September 9, 2019.
  19. Mo, H., F. van den Bosch, and S. White. 2010. Galaxy Formation and Evolution. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 8, 15.
  20. Psarris, S. 2012. What You Aren’t Being Told About Astronomy, Volume 2: Our Created Stars and Galaxies. DVD. Creation Astronomy Media.
  21. Letzter, R. Physicists Keep Trying—and Failing—to Find Dark Matter in Dark Places. LiveScience. Posted on livescience.com December 7, 2018, accessed September 3, 2019.
  22. Tenkanen, T. 2019. Dark Matter from Scalar Field Fluctuations. Physical Review Letters. 123, 061302.
  23. Tantibanchachai, C. Dark matter may be older than the big bang, study suggests. John Hopkins University press release. Posted on hub.jhu.edu August 8, 2019, accessed September 3, 2019.
  24. Hebert, J. 2013. Hiding from God in the Multiverse. Acts & Facts. 42 (6): 9.


* Dr. Hebert is Research Associate at the Institute for Creation Research and earned his Ph.D. in physics from the University of Texas at Dallas.

Cite this article: Jake Hebert, Ph.D. 2019. Continuing Troubles for the Big Bang Model. Acts & Facts. 48 (11).


출처 : ICR, 2019. 10. 31.

주소 : https://www.icr.org/article/11588/

번역 : 미디어위원회

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