모든 물리적 변화의 속도가 중력에 의해 변한다면, 그것이 곧 시간의 변화다. 물리적으론 상태 변화가 시간이다. 시간을 '독립적이고 절대적인 실체'로 본다면, 중력에 의한 변화는 단지 물질의 에너지 상태가 변하는 현상일 뿐이다. 그러나 시간이 물질의 붕괴(Decay)나 진동에 기반하고 모든 물리적 변화의 속도가 중력에 의해 변한다면, 그것이 곧 시간의 변화다. 물리적으론 상태 변화가 시간이다. 위성에 탑재된 원자시계는 지구 중력에 의한 위치 에너지가 약하기 때문에 지상의 시계 보다 빠르다. 이때 사용하는 원자시계의 종류가 달라도 원자의 고유한 진동수를 기준으로 하기에 중력에 의한 시간 보정값은 동일하게 적용된다. 현대 물리학에서 시간은 공간과 분리될 수 없는 4차원의 한 축이다. 중력이 공간을 휘게 하면 그 공간 안에서 일어나는 모든 사건의 '간격(Interval)'이 변하게 되는데, 이 간격의 변화를 '시간 지연(Time Dilation)'이라고 한다. 만약 중력이 특정 물질의 반응에만 영향을 준다면 그것은 단순한 '물리적 방해'겠지만, 중력은 공간의 기하학적 구조 자체를 왜곡한다. 질량(mass)이 없는 빛도 중력이 공간 자체를 왜곡시키기 때문에 휘어진 공간을 따라 진동하며 움직인다. 빛이 움직이는 공간이 시공간이다. 모든 에너지는 중력에 똑같이 반응한다. 중력장 내에서는 시공간 곡률이 물질의 에너지 상태를 변화시킨다. 질량이 있는 물체가 시공간 곡률 내에 놓이게 되면, 물체가 가진 에너지의 총량과 분포에 영향을 미치에 되어 위치 에너지 차이로 인해 물체의 에너지(potential energy)가 변한다. 에너지 상태 변화는 질량-에너지 변화를 의미하며, 이는 중력에 의한 붕괴 경로나 속도에 영향을 준다. 이는 질량과 에너지는 등가이며(mass-energy equivalence, E=mc^2), 중력장 내에서의 시공간 곡률이 물질의 에너지 상태를 변화시키기 때문이다. 물체가 서로 가까워지면 중력장 ...
우주가 팽창함에 따라 암흑 에너지의 총량도 증가하므로 암흑 에너지는 우주 전체에 균일하게 분포하며, 시간이 지나도 우주 팽창에 의해 희석되지 않고 그 밀도가 일정하게 유지된다. 공간은 빛이 지나간 자리에서 시작된다. 빛은 에너지를 달리하며 여러 색으로 나뉘었다가 다시 합쳐지며 공간을 지난다. 빛이 시작된 자리가 움직이며 빛은 붉게도 푸르게도 바뀌어 간다. 적색편이(Redshift)는 관측자로부터 멀어지는 천체에서 방출되는 빛의 파장이 길어져서 가시광선 영역의 붉은색 쪽으로 치우치는 현상을 말한다. 별의 빛을 분해하면 특정 원소가 흡수하는 검은 선이 나타난다. 이 선의 위치는 실험으로 이미 알려져 있는데, 멀어지는 천체에서는 이 선들이 빨간색 쪽으로 밀려나있다. 파장이 변한다. 국소적으로 빛이 강한 중력장, 블랙 홀 주변을 빠져나오면서 에너지를 잃고 파장이 길어지며 적색편이 현상이 나타나기도 하지만, 우주론적으론 거의 모든 외부 은하가 관측자로부터 멀어지고 우주 자체가 팽창함에 따라 그 공간을 지나는 빛의 파장이 함께 늘어난다. 적색편이 값이 클수록 그 천체는 관측자로부터 더 빨리 멀어지고 있음을 의미한다. 공간이 팽창하여 은하 사이의 거리가 멀어진다. 거리가 멀어지니 그 사이에 새로운 공간이 더 생긴다. 멀리 있는 은하일수록 그 사이에 있는 모든 공간 마디마디가 동시에 늘어나기 때문에, 최종적으로 합산된 후퇴 속도는 거리에 비례해서 커지게 된다. 은하가 멀리 있을수록 더 빨리 멀어지는 이유는 은하 사이에 '팽창하는 공간'이 더 많이 쌓여 있는 공간 팽창의 누적 효과로 인한 기하학적 가속 때문이다. 적색편이는 '거리'와 '후퇴 속도'를 동시에 드러낸다. 은하에서 오는 빛의 적색편이를 측정함으로써 그 은하가 관측자로부터 얼마나 빠르게 후퇴하고 있는지 그 후퇴 속도가 산출 된다. 이는 빛의 파장이 늘어나면서 발생하는 물리적 현상이므로, 초신성의 밝기와 무관하게 측정되는 고정된 값이다. 빛은 요동하며 일정한 속도로 공간적으...