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== 극초기 우주 == {{미스터리}} {{화상}} {{짧음}} {{크기|3|The Very Early Universe}} 대부분 가설 아니면 이론으로만 유추할 수 있는 시대. 현재로써는 이 시기의 모습을 알려줄 만큼 충분한 규모의 가속기 실험은 성사되지 않고 있다. 이 초기 우주에 대한 모형은 각기 다르며 일부는 서로 양립할 수도 있지만, 공존할 수 없는 것들도 있다. === [[플랑크 시대]] === {{작음}} {{크기|3|Planck Epoch}} 빅뱅 이후 10{{위첨자|−43}} 초 까지 대폭발 이후 플랑크 시간 정도에는 우주는 매우 작고 매우 뜨거우므로, 양자 중력 효과가 중요하게 된다. 그러나 이게 뭔지는 정확하게 모른다고 한다. 이 시대는 우주의 온도와 평균 에너지는 매우 높아서 아원자 입자가 형성될 수 없었고, 심지어 우리 우주를 형성하는 네 가지 [[기본 상호작용]]인 [[중력]], [[전자기력]], [[약한 핵력]], [[강한 핵력]]까지 합쳐져 초 힘을 이루고 있었다. 그나저나 초 힘은 존내 궁금하긴 함. 4대 힘이 같으니 중력과 강력, 전자기력으로도 입자 붕괴 가능? 우주론의 인플레이션 모델에서, 인플레이션이 끝나기 전 시간(대략 빅뱅 후 10{{위첨자|−32}}초)은 전통적인 빅뱅 우주론에서와 같은 시간대를 따르지 않는다. 플랑크 시대 동안 우주와 물리학을 기술하는 것을 목표로 하는 모델들은 일반적으로 추측적이며 "신물리학"의 산하에 속한다. 허틀–호킹 초기 상태, 끈 이론 풍경, 끈 가스 우주론, 에크피로틱 우주론 등이 그 예다. === [[대통일 시대]] === {{크기|3|Grand Unification Epoch}} 빅뱅 이후 10{{위첨자|−43}} 초 에서 10{{위첨자|−36}} 초 사이 우주는 팽창하고 냉각되면서 힘이 서로 분리되는 이행 온도를 넘었다. 이러한 위상 전환은 일반 물질의 응축 및 동결 위상 전환과 유사하게 시각화할 수 있다고 한다. 특정 온도/에너지에서는 물 분자가 그들의 행동과 구조를 변화시키고, 그들은 완전히 다르게 행동할 거라고 함. 증기가 물로 변하는 것처럼, 우리 우주의 [[기본 상호작용]]과 입자를 정의하는 장 또한 온도/에너지가 특정 지점 아래로 떨어질 때 그들의 행동과 구조를 완전히 바꿔버린다. 이것은 일상 생활에서 명백하지 않다. 왜냐하면 그것은 우리가 현재 우주에서 보통 보는 것보다 훨씬 높은 온도에서만 일어나기 때문이다. 우주의 [[기본 상호작용]]에서 헤세 전환은 "대칭 깨짐"이라고 불리는 양자장의 현상에 의해 일어나는 것으로 생각된다. 일상적 용어로 우주가 냉각되면서 우리 주위에 힘과 입자를 만들어 내는 양자장이 낮은 에너지 수준과 높은 안정성으로 정착하는 것이 가능해진다. 그 결과 상호 작용하는 방법을 완전히 바꿔버리고 힘과 상호작용은 이러한 분야 때문에 발생하기 때문에 우주가 위상 전이 위와 아래에서 매우 다르게 행동할 수 있다. 예를 들어, 후기 시대에는 하나의 위상 전환의 부작용은 갑자기 질량이 전혀 없었던 많은 입자들이 질량을 획득하고(그들은 힉스장과 다르게 상호작용하기 시작한다) 하나의 힘이 두 개의 분리된 힘으로 나타나기 시작한다. 자연이 이른바 GUT(대통일 이론)로 기술된다고 가정하면, 이러한 종류의 위상 전환에서 대통일 시대가 시작되었는데, 이때 [[중력]]은 보편적 결합 게이지력(Gauge Force)으로부터 먼저 분리되었다고 한다. 그 결과 중력과 전자기핵 상호작용([[전자기핵력]])이라는 두 가지 힘이 존재하게 되었다. 그러한 결합된 힘이 존재했다는 확실한 증거는 아직 없지만, 많은 물리학자들은 그렇게 믿고 있음. 이 전자기핵 상호작용의 물리학은 [[대통일 이론]]에 의해 설명될 거라고 한다. 대통일 시대는 전자기핵 상호작용이 결국 분리되면서 끝나고, 강한 상호작용과 전자기약 상호작용으로 불리는 별개의 상호작용으로 나타나기 시작했다. === [[전자기약 시대]] === {{크기|3|Electroweak Epoch}} 빅뱅 이후 10{{위첨자|−36}} 초 에서 10{{위첨자|−32}} 초 사이 시초가 어떻게 정의되고, 그 뒤에 따르는 모델에 따라, 전자기약 시대는 인플레이션 시대 이전이나 이후에 시작하는 것으로 간주될 수 있다. 일부 모델에서는 인플레이션 시대를 포함하는 것으로 묘사된다. 다른 모델에서는 인플레이션 시대가 끝난 후 대략 10{{위첨자|−32}} 초 후에 전자기약 시대가 시작된다고 한다. 전통적인 빅뱅 우주론에 따르면, 전자기핵력이 강한 상호작용과, 전자기약 상호작용이라고 불리는 두 개의 분리된 상호작용로 나타나기 시작할 정도로 우주의 온도가 충분히 낮았을 때(10{{위첨자|28}} K) 빅뱅 이후 10{{위첨자|−36}}초 후에 전자기약 시대가 시작되었다고 한다.(전자기약 상호작용도 나중에 분리되어 전자기와 약한 상호작용으로 나뉘어 진다.) 강력과 전자기약 상호작용의 대칭이 깨진 정확한 지점은 확실하지 않다. 왜냐하면 이 당시 에너지가 매우 높기 때문이다. === [[인플레이션 시대]]와 급팽창 시대 === {{크기|3|Inflationary Epoch and the Rapid Expansion of Space}} 빅뱅 이후 10{{위첨자|−32}} 초 전 극초기 우주의 이 지점에서 우주 내 거리를 정의하는 지표가 갑자기 매우 빠르게 변화하여 초기 우주는 이전 부피의 최소 10{{위첨자|78}}배(그리고 어쩌면 훨씬 더 많은)로 커졌다. 이것은 길이가 1나노미터(10{{위첨자|−9}} m, DNA 분자의 약 절반 폭)에 해당하는 모든 공간 차원에서 최소 10{{위첨자|26}}배의 선형 증대에 해당하며, 1초 만에 약 10.6광년(100조 킬로미터) 길이로 확장되는 것과 같다. 이 변화를 [[인플레이션]]이라고 한다. 비록 시간 내에 있는 [[빛]]과 물체가 빛의 속도보다 더 빨리 이동할 수는 없지만, 이 경우 시간 자체의 크기와 기하학적 구조를 지배하는 척도가 규모에 따라 달라졌다. 측정 지표의 변화는 빛의 속도에 의해 제한되지 않는다. 이것이 일어났다는 좋은 증거가 있고, 이게 일어났다는 것은 널리 받아들여지고 있다. 그러나 그 일이 왜 일어났는지 정확한 이유는 여전히 탐구되고 있다. 왜 그리고 어떻게 그것이 일어났는지 설명하는 다양한 모델이 존재한다. 어떤 설명이 정확한지는 아직 명확하지 않다. 보다 두드러진 몇몇 모델에서, 그것은 강한과 전자기약 상호작용이 분리되어 대통일 시대를 끝냈기 때문에 촉발되었다고 생각된다. 이 위상 전환의 이론적 산물 중 하나는 [[인플라톤]] 장이라고 불리는 스칼라 장이었다. 이 장은 우주 전체에 걸쳐 가장 낮은 에너지 상태로 정착하면서 엄청난 반발력을 발생시켜 우주 자체를 규정하는 지표가 급속히 팽창하게 되었다. 인플레이션은 달리 설명하기 어려운 현재 우주의 몇 가지 관측된 특성을 설명하고 있는데, 그 중에는 오늘날의 우주가 어떻게 아주 큰 규모로 그렇게 엄청나게 동질적(비슷한) 상태가 되었는지를 설명하는 것도 포함된다. t는 인플레이션 시대가 언제 끝났는지는 정확히 알 수 없지만 빅뱅 이후 10{{위첨자|−33}}초에서 10{{위첨자|−32}}초 사이였던 것으로 추정된다. 우주의 급속한 팽창은 대통일 시대에서 남아 있는 소립자가 현재 우주 전체에 매우 얇게 분포되어 있다는 것을 의미했다. 그러나, 인플레이션 시대의 막바지에 거대한 잠재 에너지가 방출되었는데, 인플라톤 장이 "재연소"이라고 알려진 다른 입자로 붕괴되었기 때문이다. 이 가열 효과로 인해 우주에는 쿼크, 반 쿼크, 글루온의 밀도가 높고 뜨거운 혼합물이 다시 채워지게 되었다. 다른 모델에서, 다시 데우는 것은 종종 전자기약의 시대의 시작을 알리는 것으로 간주되며, 따뜻한 인플레이션과 같은 몇몇 이론들은 완전히 데워지는 단계를 피한다. 빅뱅 이론의 비전통적 버전("인플레이션" 모델)에서 인플레이션이 빅뱅 이후 대략 10{{위첨자|−32}}초에 해당하는 온도에서 끝났지만, 그렇다고 해서 인플레이션 시대가 10{{위첨자|−32}}초 이하로 지속되었다는 뜻은 아니다. 관측된 우주의 동질성을 설명하기 위해서는 이들 모델의 지속시간이 10{{위첨자|−32}}초 이상이어야 한다. 따라서 인플레이션 우주론에서 '빅뱅 이후'라는 가장 초기의 의미 있는 시간은 인플레이션 종식의 시간이다. === [[전자기약 대칭 깨짐]] === {{크기|3|Electroweak Symmetry Breaking}} 빅뱅 이후 10{{위첨자|−12}} 초 까지 우주의 온도가 특정한 매우 높은 에너지 수준 아래로 계속 떨어지면서, 세 번째 대칭 파괴가 결국은 일어나게 된다. 우리가 현재 알고 있는 바로는, 그것은 우리 우주의 형성에 있어서 페널티메이트 대칭 파괴 사건이었는데, 마지막 것은 쿼크 부분에서 깨어지는 키랄 대칭이다. 입자물리학 표준모형에서는 159.5±1.5GeV의 온도에서 전자기약 대칭이 깨진다고 한다. # 힉스 메커니즘을 통해 힉스장과 상호작용하는 모든 소립자는 더 높은 에너지 수준에서 질량이 없어진다. # 부작용으로서 약한 핵력과 전자기력, 그리고 각각의 보손([[W와 Z 보손]], 그리고 [[광자]])이 현재 우주에서 다르게 나타나기 시작한다.<br>전자기약 대칭이 깨지기 전에는 모두 질량이 없는 입자가 되어 장거리에서 상호작용을 하였으나, 이 시점에서 W와 Z 보손은 갑자기 원자 크기보다 작은 거리에서만 상호작용하는 거대한 입자가 되는 반면<br>광자는 질량이 없는 상태로 남아 장거리의 상호작용을 한다. 전자기약 대칭이 깨진 후 우리가 알고 있는 기본 상호작용인 중력, 전자기력, 약력, 강력은 모두 현재의 형태를 취했고, 기본 입자들은 기대 질량을 가지고 있지만 우주의 온도는 여전히 너무 높아 현재 우리가 보는 많은 입자들을 안정적으로 형성할 수 없었다고 한다. 그래서 양성자나 중성자도 없고, 따라서 원자, 원자핵, 분자도 없다.(더 정확히 말하면 우연한 기회에 형성되는 어떤 복합 입자도 극한의 에너지 때문에 거의 즉각적으로 다시 분열한다.) === [[초대칭 깨짐]] (추정) === {{크기|3|Supersymmetry Breaking (추정)}} 초대칭이 우리 우주의 속성이라면 전자기약 눈금인 1TeV 이하의 에너지에서 깨져야 한다. 입자와 그들의 초대칭짝들의 덩어리들은 더 이상 동등하지 않을 거다. 매우 높은 에너지는 알려진 입자의 초대칭짝들이 관찰되지 않았는지를 설명할 수 있다.
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