도플러효과가 우주를 어둡게 만든다?!

멋쩍****
2020. 09. 10. 12:13

무한한 우주...이에따른 무한수에 가까운 별들...
그런데도 밤하늘이 어두운 까닭은 무엇일까요?
도플러효과때문이라고 들었는데 도플러효과에 대한 이론을 읽어보아도
적용이 잘 안되네요... 도와주세용!^^*


총 3개의 답변이 있어요.

정중****

수많은 별이 있는데 밤하늘이 왜 어두운가, 이 문제는 "올버스의 역설"이라는 문제인데,

20세기에 들어와서야 이 문제가 해결되었는데요, 이 문제를 해결한 것은 미국 천문학자 허블이었습니다.

바로 멀리 있는 천체일수록 지구로부터 빠른 속도로 멀어지고 있다는 사실을 발견한 것입니다.

즉, 우주는 팽창하고 있다는 사실을 발견한 것이죠.

우주가 팽창하고 있고 멀리 있는 천체일수록 지구로부터 빠른 속도로 멀어지고 있다면,

빛보다 빠르게 움직이는 물질은 있을 수 없고 결국 우리가 인지할 수 있는 우주의 범위가 제한되게 됩니다.

우리가 눈으로 볼 수 있는 우주의 범위가 한정이 되고 보니 무한히 많은 별빛이 우리에게 닿는 일은 없습니다.

또 한가지, 우주가 팽창하면서 일어나는 현상이 있는데 바로 도플러효과에 의한 빛의 적색편이 현상입니다.

2020. 09. 10. 14:36
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    - 독일의 케플러라는 사람이 천동설을 박살 내는 케플러법칙을 만들어 내었을 때 사람들은 우주가 유한하다고 생각하면 살았었죠.

    - 그러나 과학자들은 케플러의 생각에 의문을 제기하기 시작했습니다. 만약 우주가 유한하다면(끝이 있다면) 전 우주에 퍼져있는 수많은 별 때문에 하늘이 밝아야 하는데, 왜 하늘이 어둡냐고 케플러학파들에 설명을 요구했죠.

    - 그 대답을 영국의 뉴턴이 만유인력을 발견하면서 하게 됩니다. 우주는 케플러학파들의 생각대로 유한하지 않으며 무한하다(끝이 없음)고요.

    - 무한하니까 끝도 없이 넓으니까 아무리 많은 별이 있어도 무한한 공간은 다 채울 수 없기에 어둡다는 얘기입니다.

    - 그러나 우주가 무한하니까 어둡다고 하는 것도 완벽하지 않은 이유가 됩니다. 왜냐면 별들이 똑같이 무한하게 많다면 결국은 밤하늘이 밝아진다는 의견이죠.

    - 그렇게 싸우던 와중에, 묘안을 내놓은 사람이 독일의 천문학자인 올베르스입니다. 그의 주장에 따르면, 멀리 있는 별의 빛은 지구로 오면서 우주에 떠 있는 작은 물질들에 의해 소실된다고 합니다.

    - 1800년대 초반에 나온 이 올베르스의 '하늘이 어두운 이유'를 전 세계 사람들은 1930년 미국의 천문학자인 허블이 나타날 때까지 그대로 믿고 살아왔죠.

    **

    허블은 도플러효과(1800년에 나온 이론)를 이용해서 하늘이 어두운 이유를 설명했습니다.

    - 허블의 주장에 따르면,

    - 이유는 모르겠지만(빅뱅이론이 나오기 전이라서 그렇습니다), 우주의 별들은 서로서로 멀어지고 있다는 것입니다.

    - 우리가 하늘이 밝다 어둡다 하는 이유는 별이 내는 빛의 파장이 '가시광선(인간이 볼 수 있는 빛)'이기 때문입니다.

    - 허블은 우주의 별들은 서로 멀어지고 있으며, 그로 인해 별들에서 나오는 가시광선들의 파장들 또한 '길어‘지게 된다는 겁니다.

    - 가시광선은 빨주노초파남보 이렇게 우리 인간의 눈이 볼 수 있는 색을 가진 빛을 말합니다. 빨간색(적색) 파장 이전의 빛을 ’적외선’이라고 하고 보라색(자색) 파장 이후의 빛을 ‘자외선’이라고 하는데, 적외선과 자외선의 빛들은 인간의 눈에 보이지 않습니다.

    - 별들이 멀어지면서 별의 가시광선의 파장이 길어지니까 별들이 모두 빨갛게 보이든지 아니면 적외선 아래로 내려가서 보이지 않게 된다는 말이죠. 상당수의 별이 붉게 보이는 것을 허블은 적색편이 현상이라고 했습니다.

    - 그러니까 전 우주에서 날아오는 별들의 가시광선들이 모두 파장이 길어지면서 보이지 않게 되고 결국 하늘은 어둡게 된다는 것입니다.

    **

    도플러효과

    - 이것이 왜 도플러효과냐 하면, 도플러효과를 쉽게 설명해 드리면,

    - 사람이 만약 도로 옆에 서 있는데, 굉음을 내는 오토바이가 저 멀리서 그 사람에게 다가온다고 생각해 보죠.

    - 오토바이가 다가올 때와 오토바이가 그 사람을 지나서 멀어질 때 소리가 다르다는 것입니다.

    - 오토바이 소리가 사람에게 다가올 때는 '외에에엥' 하면서 높은 고음낼 내지만, 사람을 지나쳐서 멀어져갈 때는 '우우우웅' 하면서 낮은 소리로 변하게 됩니다.

    - 빛도 음과 똑같은 주파수로 이루어져 있습니다. 같은 도플러효과의 지배를 받는 파동이라는 말씀이죠.

    - 즉, 오토바이가 사람에게서 멀어지듯이 전 우주의 별들이 지구로부터 멀어지면서 오토바이의 소리가 낮아지듯이 별빛이 어두워진다는 말씀입니다.

    **

    궁금증이 풀리셨기를 바랍니다.~~!

    2020. 09. 10. 15:39
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      아리****

      도플러효과는 빛이나 파동이 움직이면서 파동이나 빛이

      관측자 쪽으로 다가오면 빛은 이나 파동이 진동수 주파수가 커지고 파장은 짧아지고 멀어지면 파장은 커디고 진동수 즉 주파수는 작아지는 현상으로

      적색 편이 이나 청색 편이 일어나 멀리있는 행성 물체를

      운동을 관측 할수가 있다

      그래서 중요한 행성발견 결과과 공존 주기를 알수가 있다

      또 우주에서 우주 중심에서 가까울수록 속도가

      커진다고 생각했는데 사실 관측결과 속도 차이가

      발결되지 않아 보지지않으나 중력이있는 암흑 물질이 존재함으로 속도를 느리게한다는

      가설이 나온것이다

      그 암흑 물질이 보이는 물질보다 더

      많이 있어 암흑 물질이 더 중요하게 되었다

      그것 을 도플러효과가 우주가 더 어둡다고 한것은 잘못 안 상식이다

      적색편이는 원래 색보다 파장이 적색쪽으로 이동 했다는 것이고

      청색편이는 파장이 청색쪽으로 이동 했다는

      것이다 파장이 길어지고이거나 짧아졌다는 뜻이다

      참고http://m.hani.co.kr/arti/science/science_general/920276.html#cb

      2020. 09. 11. 12:56
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