지구과학·천문우주
Q. 우주의 크기는 얼마나 되는지 가늠 할 수 있을까요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.관측 가능한 우주는 지구에서 빛이 도달할 수 있는 한계를 기준으로 정의됩니다. 즉, 빛이 우주 공간을 여행해 우리에게 도달할 수 있는 거리만큼을 측정한 것이 관측 가능한 우주입니다. 이 거리를 측정할 때는 우주의 나이와 빛의 속도를 고려합니다. 우주의 나이는 약 138억 년으로 추정되며, 이 시간 동안 빛이 이동한 거리를 기반으로 관측 가능한 우주의 크기를 계산할 수 있습니다. 하지만 이때 우주의 팽창을 고려해야 합니다. 우주는 빛이 이동하는 동안에도 계속 팽창하고 있기 때문에, 관측 가능한 우주의 실제 크기는 지름 약 930억 광년으로 추정됩니다. 우주는 빅뱅 이후로 계속해서 팽창하고 있습니다. 이 팽창은 우주 자체가 확장되면서 모든 은하들이 서로 멀어지는 현상으로, 그 속도는 시간이 지남에 따라 가속되고 있습니다. 이는 허블 상수를 통해 측정할 수 있으며, 관측된 은하들이 지구로부터 멀어지는 속도를 기반으로 우주가 얼마나 팽창했는지를 계산하게 됩니다. 우주의 팽창 속도는 우리가 볼 수 있는 한계를 넘어선 부분에 대해서는 직접 관측할 수 없게 만듭니다. 따라서 우주의 실제 크기는 관측 가능한 영역보다 훨씬 더 클 가능성이 있습니다. 과학자들은 우주가 무한하거나 매우 거대한 크기를 가질 수 있다고 가정합니다. 그러나 관측 가능한 우주 외부에 있는 부분에 대해서는 우리가 직접적으로 관측하거나 측정할 수 없습니다. 이 때문에 우주의 전체 크기를 정확하게 알 수는 없습니다. 우주가 무한히 팽창하는지, 아니면 언젠가 멈추거나 축소될 가능성이 있는지는 여전히 과학자들이 연구하고 있는 중요한 질문입니다. 우주의 모양이나 공간의 기하학적 특성(평평함, 닫힌 구조, 열린 구조 등)에 따라 그 크기와 끝에 대한 가능성이 달라질 수 있습니다. 관측 가능한 우주의 경계 바깥에는 아직 탐구되지 않은 미지의 공간이 있을 가능성이 큽니다. 이 미지의 영역은 우리가 현재의 기술로는 관측할 수 없으며, 우주가 어떻게 팽창하고 있는지에 대한 연구가 더 필요합니다. 우주 망원경과 우주 탐사 기술의 발전으로 인해 우리는 점점 더 먼 곳을 관측할 수 있게 되었지만, 여전히 관측 기술의 한계가 존재합니다. 현재의 기술로는 우주가 어디까지 팽창하고 있는지, 그 끝이 있는지 여부를 파악하기 어렵습니다.