우주의 크기는 어떻게 측정되고 있나요?
우리 지구는 우주적인 관점에서 모래사장의 아주 작은 모래알갱이정도라고 하던데요. 우주의 크기는 어떻게 측정되고 있나요? 천문학적 단위와 척도를 사용하여 우주의 거대한 규모를 이해하는 방법에 대해서 알려주세요~
안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.
거리 측정: 천문학에서는 거리를 측정하기 위해 다양한 기술과 척도를 사용합니다. 지구와 태양 사이의 평균 거리인 천문 단위(Astronomical Unit, AU)는 태양계 내 천체들 간의 상대적인 거리를 나타내는 데에 사용됩니다. 더 먼 우주 개체의 경우, 삼각측량 및 파라랙스 등을 이용하여 거리를 추정합니다.
분광학: 별들이 방출하는 빛을 분석하여 스펙트럼을 조사함으로써 원격 천체의 성질과 구성 요소에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 이 정보는 별들 사이의 거리와 상호작용, 우주 확장 속도 등을 연구하는 데에 활용됩니다.
용량 및 질량: 용량과 질량은 우주 개체나 은하단위로 크기와 질량을 표현하는 데 사용됩니다. 은하단위(Galactic Scale)나 초거대상(超巨星) 등은 보다 광범위한 범위에서 크기와 질량을 비교하기 위해 활용됩니다.
시간 및 속도: 관측된 천체들의 움직임, 폭발력, 발광성 등 시간적 변화나 속도 변화로부터 우주 개체들 간 상대적인 위치와 크기에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.
컴퓨터 모델링과 시뮬레이션: 컴퓨터 모델링과 시뮬레이션은 현재 알려진 데이터와 이론적 모델에 기반하여 우주 구조 및 형성 과정에 대한 가설 검증과 예측을 수행합니다.
우주의 크기는 관측 가능한 가장 멀리 있는 천체까지의 거리로 정의됩니다. 빛의 세기는 거리의 제곱에 반비례하기 때문에 아주 멀리 있는 천체는 빛이 매우 희미합니다. 따라서 아주 정밀한 망원경을 이용하여 찾아냅니다. 현재까지 알려진 바로는 우주의 크기는 137억 광년으로 되어 있습니다.
우주에서 사용하는 거리 단위는 크게 3가지가 있습니다.가장 작은 단위는 천문단위(AU, astronomical unit)로 1AU는 지구와 태양 사이의 거리인 1억 5천만km입니다. 천문단위는 태양계 내에서 행성들간의 거리를 설명할 때 사용합니다.
두 번째는 빛이 1년 동안 진행하는 거리인 광년(LY, light year)입니다. 빛은 1초에 30만km를 이동하니까 1광년은 약 9조 4605억km입니다.
세 번째는 연주시차가 1"인 별까지의 거리를 말하는 파섹(pc, parsec)입니다. 1pc은 3.26광년입니다.
광년과 파섹은 항성과 은하들까지의 거리에 사용합니다.