학문

눈으로 보이지 않는 방대한 우주가 팽창하고 있다는 사실을 어떻게 알 수 있었을까요?

빅뱅 우주론에 의하면 우주는 계속해서 팽창하고 있다고 하는데요. 눈으로 보이지 않는 방대한 우주가 팽창하고 있다는 사실을 어떻게 알 수 있었을까요?

2개의 답변이 있어요!

  • 안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

    눈으로 직접 우주의 끝을 관찰할 수는 없지만, 먼 은하에서 날아오는 빛의 파장을 분석하여 우주가 팽창하고 있음을 밝혀냈습니다. 우주 팽창을 증명한 핵심 과학적 근거에 대해 말씀드릴게요.

    먼저, 우주 팽창의 가장 직접적인 증거는 먼 은하의 빛이 붉은색 쪽으로 치우쳐 관측된다는 점입니다. 빛의 도플러 효과는 앰뷸런스가 나에게서 멀어질 때 사이렌 소리의 파장이 늘어나 음이 낮아지는 것처럼, 빛을 내는 물체가 나에게서 멀어지면 빛의 파장이 길어져 스펙트럼이 붉은색 쪽으로 이동하는데, 이를 적색편이라고 합니다. 천문학자 에드윈 허블은 먼 은하들의 빛을 분석한 결과, 몇몇 가까운 은하를 제외한 거의 모든 은하가 우리에게서 멀어지고 있으며, 거리가 멀수록 멀어지는 속도가 비례해서 빠르다는 사실을 알아냈습니다.

    둘째로 1965년 펜지어스와 윌슨이 발견한 우주마이크로파배경은 우주 팽창의 결정적 증거입니다. 빅뱅 직후 우주는 초고온 상태였으며, 당시 방출된 빛은 매우 에너지가 높고 파장이 짧은 형태였지만, 우주가 138억 년 동안 끊임없이 팽창하면서 이 빛의 파장도 공간과 함께 늘어났습니다. 그 결과 오늘날에는 우주 전역에서 영하 3K에 해당하는 아주 미세한 마이크로파 형태로 관측됩니다. 이는 우주가 과거에 매우 좁고 뜨거웠으나 팽창을 거쳐 식어왔음을 보여주는 결정적 증거입니다.

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  • 안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

    우주가 팽창하고 있다는 사실을 과학적으로 알아낸 핵심원리는 여러개가 있습니다.

    허블의 법칙과 적색편이 라는 것이 있습니다. 허블 법칙은 외부 은하까지의 거리와 후퇴 속도가 비례한다는 것인데 적색 편이는 멀리 있는 은하 일 수록 더 빠르게 멀어지고 있으며 이는 우주가 팽창하고 있다는 핵심적인 증거 입니다.

    그리고 에드윈 허블은 은하의 거리와 후퇴 속도가 비례한다는 사실을 발견하여 특정 은하만 이동하는 것이 아니라 우주 공간 자체가 모든 바향으로 균일하게 늘어나고 있음을 증명했습니다.

    또한 우주가 과거 한점에서 팽창했다면 남아있어야 할 태초의 빛인 우주배경복사가 전 우주에서 균일하게 관측되면서 우주 팽창과 빅뱅이론이 확실한 사실로 정립되었습니다.

    그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)