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빅뱅 이론에서 우주의 확장은 공간 자체가 확장되고 있음을 의미한다는 점을 주의할 필요가 있습니다. 이는 물질이 주변 공간으로 확장되는 일반적인 폭발과 근본적으로 다릅니다. 공간 자체의 확장은 팽창한 풍선의 표면적 증가와 비교할 수 있습니다. 풍선이 팽창함에 따라 표면적은 커지지만 원형 잔물결이 연못 표면을 가로질러 팽창함에 따라 더 큰 주변 표면으로 팽창하지는 않습니다. 마찬가지로, 우리 우주는 더 큰 주변 공간으로 확장되지 않습니다.
공간의 확장은 중요한 우주적 의미를 가지고 있습니다. 그중 하나는 우주가 팽창함에 따라 우주의 평균 온도가 낮아진다는 점입니다. 이 냉각은 우주 배경 복사에 중요한 영향을 미칩니다.
우주 역사 초기에 밀도가 극도로 높았을 때 입자와 복사선은 평형을 이루어 온도 분포가 매우 균일했습니다. 이러한 분포는 잘 정의된 피크 파장을 가진 흑체 스펙트럼인 특정 스펙트럼의 복사를 발생시킵니다. 이 유형의 방사선은 현재 빅뱅의 잔광인 마이크로파 방사선의 형태로 모든 공간에 퍼져 있습니다. 우주의 팽창으로 인해이 복사 스펙트럼의 피크 (온도)는 초기 고온에도 불구하고 절대 영도보다 3도 높은 수준으로 이동했습니다. 우주 배경 방사선은 1965년 미국 천체 물리학자인 펜지스(1933–)와 미국 전파 천문학자 로버트 윌슨(1936–)에 의해 처음 감지되었습니다. COBE 우주선의 측정 결과 스펙트럼이 2.73K (–454.5)에서 거의 완벽한 흑체 방사임을 보여주었습니다.
위에서 설명한 것처럼 가장 가벼운 요소만이 빅뱅을 통해 만들어졌습니다. 우주가 확장됨에 따라 울퉁불퉁함이 발생하고 밀도가 높거나 낮은 가스 영역이 형성되었습니다. 중력은 결국 고밀도 영역이 별과 은하로 합쳐지도록 했으며, 핵의 핵 반응으로 인해 빛을 발하게 되었습니다. 오늘날에도 여전히 별에 동력을 공급하는 이러한 반응은 수소와 헬륨을 가져와 더 무거운 원소를 생성합니다. 핵연료가 고갈되면 별은 초신성에서 폭발하여 그 과정에서 더 무거운 원소를 생성할 수 있습니다. 태양계, 지구 및 인간이 만들어지는 과정은 이러한 무거운 요소를 통해서입니다. 인체의 모든 원자 (수소를 제외한 모든 원소)는 수십억 년 전에 폭발하는 별의 중심부에서 생성되었습니다.
우주의 궁극적인 운명은 무엇일까요? 계속해서 영원히 확장할까요, 아니면 결국 축소될까요? 이 질문을 이해하기 위해 지구 표면에서 발사되는 발사체의 비유를 사용할 수 있습니다. 발사체가 충분한 속도로 발사되면 지구의 중력에서 벗어나 영원히 여행합니다. 그러나 너무 느리면 중력으로 인해 다시 땅으로 떨어집니다. 이 같은 효과가 오늘날 우주에서도 작용하고 있습니다. 우주에 충분한 질량이 있으면 모든 물질 사이에 작용하는 중력의 힘으로 인해 결국 팽창이 느려지고 멈추고 반전되고 우주는 궁극적으로 붕괴될 때까지 점점 더 작아질 것입니다.
그러나 이는 가능성이 없는 것 같습니다. 천문학자들은 그들이 보는 빛나는 물체를 바탕으로 우주의 질량을 추정했고, 우주를 닫는 데 필요한 것, 즉 영원히 팽창하는 것을 막기 위해 필요한 것보다 훨씬 적은 총 질량을 계산했습니다. 다른 연구에서 그들은 우주에도 암흑 물질이라고 불리는 보이지 않는 질량이 많다는 것을 알고 있습니다. 이 암흑 물질의 양은 정확히 알려지지 않았지만 우주의 모든 별의 양을 훨씬 초과합니다. 암흑 물질의 본질은 천문학자들에 의해 집중적으로 연구되고 토론되고 있습니다. 암흑 물질은 별도의 현상인 "암흑 에너지"와 혼동해서는 안됩니다.
1998년에 특정 초신성 그룹을 연구한 천문학자들은 오래된 천체가 어린 천체와 거의 같은 속도로 후퇴하고 있음을 발견했습니다. 닫힌 우주 이론에 따르면 우주의 팽창은 나이가 들어감에 따라 느려지고 나이가 많은 초신성은 젊은 초신성보다 더 빨리 멀어져야 합니다. 관측이 그 반대를 보여 주었다는 사실 때문에 많은 과학자들은 우주가 실제로 열려 있다고 믿게 되었습니다. 다른 이론가들은 우주가 평평하다고 주장합니다. 즉, 우주는 영원히 붕괴되거나 팽창하지 않을 것이지만, 둘 사이의 중력 균형을 유지하고 연안 팽창 상태로 유지될 것입니다.