우주는 왜 진공일까?

우주는 거의 완벽한 진공 상태 입니다. 왜 그럴까요? 함께 우주의 진공을 탐험해 보세요 !

여러분은 우주가 진공이라는 말을 듣고, "그럼 왜 진공 청소기가 카펫의 먼지를 빨아들이는 것처럼 우리를 지구로부터 빨아들이지 않는 걸까?"라고 궁금해했을 것입니다. 그 답은 우주가 어떻게 시작되었고, 지구가 어떻게 형성되었는지로 거슬러 올라갑니다.

진공의 정의

이 내용을 살펴보기 전에 진공이 무엇이고 무엇이 아닌지 알아보겠습니다. 진공은 실제로 사물이 아니라 모든 것이 없는 상태입니다. 따라서 누군가가 "우주는 진공이다"라고 말할 때, 그들이 실제로 의미하는 것은 우주가 거의 비어 있다는 것입니다. 간단한 예를 들어, 우주 유영 중에 항아리를 가져와서 밀봉했다면 그 안에는 원자가 하나도 없었을 것입니다.

로봇 청소기도 진공 상태를 유지하지만 우주의 진공 상태와는 다릅니다. 흡입으로 인한 압력 차이로 인해 먼지와 머리카락이 진공 상태로 끌려 들어갑니다.

비좁은 시작

우주는 항상 비어 있었던 것은 아닙니다. 빅뱅 이후 40만 년 동안 우주의 모든 면은 밀도가 높고 소용돌이치는 혼합물, 대부분이 수소로 채워져 있었습니다. 이렇게 밀집된 모든 원자들은 끊임없이 서로 튀어나와서, 원래 혼합물이 엄청나게 뜨거워지게 만듭니다. 하지만 시간이 지나면서 공간이 확장되어 혼합물이 더 묽어집니다(실제 혼합물을 테이블에 부었을 때 발생하는 현상과 유사). 희석된 혼합물도 식어서 굳기 시작합니다.

중력 때문에 물질은 분산된 상태로 남아 있기를 좋아하지 않습니다. 결국에는 모든 것이 잘 될 것입니다. 최초의 물질 덩어리는 순전히 우연히 형성되었습니다. 우주의 일부 구역은 다른 구역보다 더 많은 물질을 포함하고 있었습니다. 그리고 모든 물질에는 중력이 있으므로, 어떤 지역에 물질이 많을수록 다른 모든 것을 그 지역으로 끌어당깁니다. 시간이 지나면서 이러한 물질적 영역에는 점점 더 많은 물질이 모였습니다. 결국 일부 덩어리는 최대 질량에 도달하고, 그 인력이 너무 강해져서 빠르게 붕괴되어 별이 됩니다. 그들이 남긴 잔해는 나중에 궤도를 도는 행성을 형성했습니다. 그 사이의 공간은 거의 완벽한 진공상태로 남습니다.

중력은 우리가 사는 "환경"을 형성하지만, 동시에 지구상의 모든 것이 우주로 날아가는 것을 막는 역할도 합니다. 우주의 진공은 실제로 우리 대기의 공기에 저항력을 가합니다. 하지만 약간의 힘으로 진공관에서 손가락을 빼낼 수 있는 것처럼, 중력은 대기 중의 공기가 우주로 빨려 나가는 것을 막을 수 있습니다.

기내 압력

공상과학 영화를 볼 때 우주선 측면에 구멍이 나면서 모든 것이 빨려 나가는 장면이 나옵니다. 그 이유는 우주선 내부의 압력이 우주의 아주 낮은 압력보다 높기 때문에 진공 흡입력을 상쇄할 수 있는 것이 아무것도 없기 때문입니다. 모든 물질은 끌어당기지만, 우주선에는 가스를 끌어당길 만큼의 물질이 들어 있지 않습니다. 지구만큼 큰 무언가가 필요할 겁니다.

우주는 완전히 비어 있지 않습니다. 작은 병 대신 큰 쓰레기 봉지를 버린다면 모든 별과 행성의 중력에서 벗어난 수소 원자 몇 개를 잡을 수도 있습니다. 그리고 초기 우주의 극도로 뜨겁고 밀도가 높은 가스와 마찬가지로, 우주에 남아 있는 수소는 너무 느슨하게 압축되어 매우 차갑습니다.

우주가 조용한 이유도 바로 우주의 진공 때문이다. 소리는 단지 진동일 뿐이며, 진동할 공기 분자가 없으면 소리는 전달될 수 없습니다.

다음에 누군가가 "우주의 차가운 진공"에 대해 언급하면, 왜 그곳이 그토록 매력적이지 않은 곳인지 설명할 수 있습니다.