우주의 크기는 어떻게 측정했나요?
현대 우주의 크기는 어떻게 구할 수 있었나요? 빛의 속도로 간다고 하더라도, 절대 우주 끝에 도달할 수 없었을 텐데.
어떤 계산으로 측정했나요?
우주의 크기는 정확히 알 수 없습니다.
우주의 팽창 속도가 너무 빨라서 관측이 불가능하기 때문입니다.
현재 관측가능한 우주의 크기는 930억 광년 또는 8.8×10^26m 정도 됩니다.
따라서 이 보다 크다는 사실만 알 수 있습니다.
지구와 인간의 존재에 대한 비밀을 풀기 위해 과학자들은 우주의 크기에 대한 연구를 계속해 왔다. 우주의 거리를 측정하는 방법은 계속 발전하고 있으며 각각의 방법들은 서로를 보완하면서 좀 더 정확한 결과를 만들어낸다.
①삼각측량법
지구는 태양 주위를 공전하기 때문에 같은 자리에 있는 별도 움직이는 것처럼 보인다. 두 관측 거리 사이의 각도를 ‘연주시차’라 하는데 태양-지구간 거리와 연주시차를 기하학 공식에 도입해 거리를 구할 수 있다. 상대적으로 가까운 별에 적용 가능하다.
②허셀의 은하 크기 측정
18세기 영국의 천문학자 윌리엄 허셸은 ‘모든 별은 같은 밝기를 갖고 있으며 태양이 은하의 중심에 놓여 있다’는 가정 하에 은하의 방향에 따른 별의 개수를 세어 우주의 크기와 모양을 찾으려 했다. 무리한 가정으로 정확한 데이터를 얻을 수는 없었지만 우리 은하가 편편한 원반 모양이라는 사실이 밝혀졌다.
③맥동 변광성 이용
대기가 1~100일 사이로 팽창과 수축을 반복하는 ‘맥동변광성’을 이용해 우주의 거리를 잰다. ‘우주의 등대’라 불리는 세페이드 변광성이 대표적으로 5.37일을 주기로 3.48~4.34등성 사이를 오간다.
④허블도표 활용
접근하는 별은 청색편이, 멀어지는 별은 적색편이가 두드러진다는 사실로부터 알아낸 ‘허블법칙’은 멀리 떨어진 은하가 더 빠르게 멀어져 간다는 것을 나타낸다. 이에 따라 만든 허블 도표의 기울기는 허블 상수로 알려져 있는데 아직까지 확정되지 않고 많은 논란을 불러일으키고 있다. 최근의 결과는 H0=73㎞/s/Mpc.
⑤툴리-피셔 관계 적용
나선 은하의 회전 속도를 측정, 관측을 통한 겉보기 밝기 등과 비교해 거리를 밝혀낸다. 질량이 크면 별의 밝기도 밝고 빨리 회전한다는 물리적 원칙을 적용한 방법.
⑥초신성 폭발 관측
백색왜성이 적색거성에 흡수돼 수명을 다하는 ‘1형 초신성’을 관측, 팽창하는 우주의 거리를 밝혀낸다. 흡수 후, 초신성의 밝기 변화를 측정하면 별들의 질량에 이어 거리를 알아낼 수 있다.
출처 : https://www.hankookilbo.com/News/Read/200410210018929419
