정상 우주론이란 1948년에 프레드 호일, 토마스 골드, 헤르만 본디 등에 의해 제창된 우주론의 모델로, 우주는 시작도 끝도 없이 한결같이 늘 정해진 상태, 즉 정상이라는 생각입니다. 그러나 빅뱅 이론에 의해 우주가 팽창하고 있는 것이 확실해졌기 때문에, 우주에 있는 물질의 밀도는 점점 얇아지게 됩니다. 정상 우주론에서는 이렇게 물질의 밀도가 내려가는 만큼 우주에서 수소 원자 물질이 태어나 우주의 밀도는 변하지 않는 것이라고 주장했습니다. 현재는 빅뱅 이론이 유력하다고 생각되는 경우가 많아, 이를 지지하는 많은 과학자들로부터 빅뱅 이론은 '표준적 우주론 모델'로 불리고 있으며, 정상 우주론은 '비표준적 우주론'의 하나로 간주되고 있습니다.
정상 우주론의 핵심 주장과 가설
정상 우주론을 지지하는 주장에는 허블 상수라고 하는, 관측된 우주 팽창 속도에 의해 제기된 명백한 시간 척도 문제가 포함됩니다. 허블이 근처의 은하들을 관측한 것에 기초하여, 정상 우주론은 우주가 거리에 따라 체계적으로 증가하는 속도로 팽창하고 있다고 계산했습니다. 이것은 우주가 훨씬 더 작은 부피에서 팽창하기 시작했다는 생각을 낳았습니다. 허블 상수에 따르면 모든 물질이 약 20억 년 동안 팽창해왔다는 것을 의미합니다.
이 발견은 과학자들이 암석 샘플에서 우라늄-238과 플루토늄-205의 퇴적물의 붕괴율을 측정한 방사성 연대 측정과는 모순되는 것이었습니다. 이 방법을 사용하여 가장 오래된 달의 암석 표본은 약 46억 년 정도 된 것으로 추정되었습니다. 간단히 말해서, 구상성단의 수소가 헬륨을 만들기 위해 내부에서 융합되는 속도는 100억 년 이상의 나이를 추정합니다. 게다가 정상 우주론에 의하면 우주의 먼 거리에서는 어떠한 진화도 일어나지 않았을 것입니다. 즉, 퀘이사 또는 활동은하핵(AGN)이라고 불리는 전파원이 우주 전체에 걸쳐 균일할 것이라는 것을 의미합니다. 이는 또한 허블 상수가 일정하게 유지된다는 것을 의미합니다. 정상 우주론은 또한 반물질과 중성자가 꾸준히 생성되면 주기적인 전멸과 중성자 붕괴가 일어날 것이며, 따라서 감마선 배경과 뜨거운 엑스선 방출 가스가 우주 전역에 존재할 것이라고 예측했습니다.
정상 우주론의 쇠퇴
1950년~60년 대에는 정상 우주론을 지지하는 연구자들이 많이 존재했으나, 1960년대 말에 들어서서는 그 수가 눈에 띄게 감소했습니다. 시간이 흐르고 실제 관측 결과를 얻을 수 있게 되면서, 정상 우주론에 문제가 있음이 밝혀졌기 때문입니다. 멀리 떨어진 은하에서는 발견되었으나 우리와 가장 가까운 은하에서는 발견되지 않은 전파 은하의 발견과 우주 마이크로파 배경(CMB)의 발견 등으로 정상 우주론에 반대되는 증거들이 나오기 시작했습니다. 허블 우주망원경과 다른 관측소들의 관측 또한 우주의 팽창이 시간 경과에 따라 일정하지 않음을 발견했습니다.
정상 우주론이 미친 영향
정상 우주론은 이후에 제창된 준 정상 우주론이라는 다른 우주론의 근간이 되기도 했습니다. 또한, 빅뱅 이론과의 대립에서 천문학 발달에 긍정적인 영향을 미치기도 했습니다. 빅뱅 이론이 갓 제기되었을 당시, 빅뱅 이론은 우주에 존재하는 헬륨의 형성 과정을 설명하는 것은 가능했으나 헬륨보다 무거운 원소의 형성 과정은 설명하지 못하는 상황이었습니다. 이에 정상 우주론을 제창하던 프레드 호일은 빅뱅 핵융합의 대체재로써 항성의 핵융합 과정을 통해서도 중원소가 생성된다는 것을 설명해냈습니다.
