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시간 팽창 우주론과 성경적 창조론

저자: Ron Samec
번역자: 한국창조과학회 (creation.or.kr)

시간 팽창(time dilation) 이론들의 문제점 중 하나는, 우주 먼 거리에 있는 천체는 설명될 수 있지만, 근처 우주에 있는 천체는 잘 설명되지 않는다는 것이다. 가령 시리우스(Sirius) 궤도에 있는 백색왜성(white dwarf, WD)과 같이, 가까운 우주에 어떻게 오래되어 보이는 천체가 존재할 수 있는 것일까?

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그림 1. 창조 주간(Creation Week) 동안 팽창하는 우주의 안쪽에서, 수축하는 화이트 홀(white hole)은 중심부에 (밀도가 무한한) 특이점(singularity)을 가진 채로, 작은 반경을 유지하고 있었다. 이 단계에서 물질은 화이트 홀 밖으로 탈출하고 있으나, 슈바르츠실트 반지름(Schwarzschild radius)은 여전히 ​​줄어들고 있다. 수축하는 화이트홀은 결국 태양계를 통과할 것이고, 시간 팽창(time dilation) 사건은 지구에 있는 관측자에게는 끝날 것이다. 화이트홀은 결국 사라질 것이고, 시공간에 미치는 영향은 끝이 났을 것이다.

시리우스 B(Sirius B)는 측정된 온도가 25,000K인, 탄소-산소(Carbon-Oxygen)로 이루어진 백색왜성이다.1 다른 백색왜성들처럼, 그 별은 에너지원을 갖고 있지 않지만, 이전의 뜨거운 항성 상태에서 꾸준히 냉각되고 있다. 사실, 시리우스 B는 항성으로부터 단지 2.6파섹(8.6 광년) 떨어진 거리에 있는, 그 자체가 성숙한, 스펙트럼 타입 A1V 별이다. 시리우스의 백색왜성은 8.1에서 31.5 천문단위(Astronomical Units, 1 AU는 태양에서 지구의 거리, 또는 두 천체 사이의 평균 거리)로 변하는 타원형 궤도를 갖고 있으므로, 그 동반자와 거의 상호작용을 하지 않는다. 이 연성계(binary system, 쌍성계)는 백색왜성의 항성 진화 및 냉각 속도에 기초하여, 약 2억 년 된 것으로 추정되고 있다. (Solar Age Condition, or SAC을 보라.2 그것은 천체들에 의심스러운 장구한 절대 연령을 부여한다).

탄소-산소 백색왜성(C-O WDs)들은 태양보다 4~5배나 되는 거대한 질량으로 시작했던 별의 중심부(cores)이다. 이들 별은 다양한 핵 연소 단계를 거쳤는데, 첫 번째 단계는 중심부 수소가 헬륨으로 연소되는 단계였다. 수소가 연소된 후에, 껍질 쪽으로 연소가 계속되면서, 중심부에는 헬륨 ‘재(ash)’를 남기게 된다. 중심부 헬륨의 밀도가 증가함에 따라, 압력과 온도도 상승했다. 마지막으로, 축퇴(degeneracy) 단계 후에, 그것은 약 1억 도(K)의 온도에 도달했고, 헬륨을 태우기 시작하면서, 그것은 탄소와 산소로 변환되었다. 중심부는 탄소-산소 생성물을 태울 정도의 높은 온도에 결코 도달하지 못했다. 그것은 한 적색거성(red giant)으로서, 불안정한 'AGB' 상태로 진행되어 갔다. 여기에서 우주 성간으로 많은 양의 질량을 잃어버렸다. 남겨진 잔해는 행성상 성운(planetary nebula)이라고 불린다. 시리우스 B라 불리는, 최종 백색왜성은 단지 태양 1개 정도의 질량만을 가지게 되었다.1 따라서 이전 질량의 80%는 손실된 것으로 여겨지고 있다.

1만 년 미만의 창조된 젊은 태양계 근처에, 어떻게 이러한 오래된 별이 존재하는 것일까?

이에 대한 대답은 ‘시간이 흐르지 않았던 지역(timeless region)’의 존재이다3 러셀 험프리스(Russell Humphreys)는 화이트 홀(또는 그 물체에 대해서는 블랙홀) 안쪽에서는 시간이 흐르지 않던 지역이 있음을 발견했다.(그림 1 참조).

러셀 험프리스의 화이트홀 우주론(White Hole cosmology), 또는 그의 최근의 우주론에서3, 지구(the earth)가 화이트홀의 사건 지평선(즉, 시간이 흐르지 않던 지역) 안쪽에 있는 동안, 그것 바깥쪽에 있던 물체들은 계속 나이를 먹고, 그들의 빛은 계속해서 지구에 부딪치고 있었다. 그래서 그 모델에서는, 근처의 천체는 나이가 들어 보일 수 있는 것이다. 이것은 간단한 대답이 될 수 있다. 실제 세부적 사항은 더 복잡할 수 있다. 이 과정이 태양계 가까이에서 진행되기 위해서는, 사건 지평선(event horizon)은 태양계와, 가장 가까운 성숙한 별인 4.2광년 거리의 프록시마 센타우리(Proxima Centauri) 사이의 어딘가에서 사라졌을(증발됐을) 수 있다. 이것은 또한 센타우리 별의 노화를 허용했을 수 있다. 카이퍼 벨트(Kuiper Belt)를 포함하여 전체 태양계에서 최소 반경은 ~70 AU이다. 70-AU 반경의 화이트홀을 유지하기 위해서, 중심부에 태양 질량 35억 배의 특이점(singularity)의 존재가 요구될 것이다. (여기에서 우리는 오르트 구름(Oort Cloud)은 무시했다. 왜냐하면 그것에 대한 직접적 관측 증거가 없기 때문이다.)

물론 화이트홀이 붕괴될 때, 안쪽에는 지구뿐만 아니라, 넷째 날에 창조된 태양을 포함한 전체 태양계가 있었다. 특이점은 사건 지평선이 닫힐 때까지, 지구에서 계속 보여지는 화이트홀의 바깥쪽 물체에 대해서 노화 과정을 일으켰을 것이다. 충분한 물질들을 잃어버린 후에, 화이트홀은 증발했고, 지구의 관측자들에게 시간 팽창은 멈췄을 것이 예상된다. 시공간에 영향을 미쳤던 다른 모든 관련 현상들(예를 들어 청색편이와 같은) 또한 끝이 났을 것이다. 사건 지평선이 안쪽으로 붕괴되면서, 화이트홀은 빠르게 사라졌을 것이고, 모든 물체들은 시간이 흐르지 않던 (작은 블랙홀에서와 동일한) 지역을 벗어났을 것이다.

참고 문헌및 메모

  1. Holberg, J.B., Oswalt, T.D. and Barstow, M.A., Observational constraints on the degenerate massradius relation, The Astronomical J. 143:68, 2012. 텍스트로돌아 가기.
  2. Samec, R.G. and Figg, E., The apparent age of the time dilated universe I: gyrochronology, angular momentum loss in close solar type binaries, CRSQ 49(1):5–18, 2012. 텍스트로돌아 가기.
  3. Humphreys, R., New time dilation helps creation cosmology, J. Creation 22(3):84–92, 2008. 텍스트로돌아 가기.