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글을 시작하며
안녕하세요. 과학을 좋아하는 아빠도 도도한 쭌냥이입니다.
오늘은 우주가 얼마나 거대한지에 대해서 알아보려고 합니다. 인류과 관측 가능한
우주의 범위는 어떻게 될까요? 기술이 발전할 경우 관측 가능한 범위는
넓어질까요?
그럼 알아보도록 하겠습니다.
우주의 관측 범위와 관련된 기본 지식
관측 가능한 우주란, 현재 우리가 볼 수 있는 우주의 영역을 말합니다. 빛이 우주가
탄생한 이래로 우리에게 도달할 수 있는 거리로 제한됩니다. 해당 내용을 이용하기
위해서는 아래의 이론들에 대하여 간략하게 알고 있어야 합니다.
- 빅백 이론
빅뱅 이론에 따르면, 우주는 약 137억 년 전에 매우 작고 뜨거운 상태에서
시작되었습니다. 이때부터 우주는 팽창하고 있으며, 이로 인해 먼 거리에 있는
물체로부터 오는 빛이 우리에게 도달하는 데 시간이 걸립니다.
- 우주 팽창
우주는 계속해서 팽창하고 있습니다. 이는 먼 은하들이 우리로부터 멀어지는
속도가 시간이 지남에 따라 증가한다는 것을 의미합니다. 따라서 빛이 우리에게
도달하는 데 필요한 거리도 계속 늘어나고 있습니다.
- 허블 길이
허블 길이는 우주의 팽창 속도와 관련된 거리 척도입니다. 현재 허블 상수의 값에
따라 약 140억 광년 정도로 측정됩니다. 이는 우리가 관측할 수 있는 최대 거리를
대략적으로 나타냅니다.
관측 가능한 우주의 크기 관측 가능한 우주의 반지름은 약 465억 광년
정도입니다. 이는 빅뱅 이후 우주의 팽창을 고려한 거리입니다. 따라서 관측
가능한 우주의 직경은 약 930억 광년에 이릅니다.
우주 마이크로파 배경 복사 (CMB) 우주 마이크로파 배경 복사는 빅뱅 이후 약
38만 년 후에 방출된 빛이 우리에게 도달한 것입니다. 이 빛은 우주가 처음으로
투명해진 순간을 보여줍니다. CMB는 관측 가능한 우주의 경계를 정의하는 중요한
요소 중 하나입니다.
- 관측 가능한 우주의 크기
관측 가능한 우주의 반지름은 약 465억 광년 정도입니다. 이는 빅뱅 이후 우주의
팽창을 고려한 거리입니다. 따라서 관측 가능한 우주의 직경은 약 930억 광년에
이릅니다.
- 우주 마이크로파 배경 복사 (CMB)
우주 마이크로파 배경 복사는 빅뱅 이후 약 38만 년 후에 방출된 빛이 우리에게
도달한 것입니다. 이 빛은 우주가 처음으로 투명해진 순간을 보여줍니다. CMB는
관측 가능한 우주의 경계를 정의하는 중요한 요소 중 하나입니다.
제임스 웹 우주망원경(JWST)을 통한 관측
기존의 허블 우주망원경보다 훨씬 더 강력한 관측 능력을 가지고 있지만, 관측
가능한 우주의 크기는 본질적으로 변하지 않습니다. 관측 가능한 우주는 우주의
나이와 우주 팽창에 의해 결정되기 때문입니다. 그러나 JWST는 우리가 관측할 수
있는 우주의 초기와 더 멀리 떨어진 천체를 더 상세하게 볼 수 있게 해줍니다.
제임스 웹 우주망원경(JWST)의 역할
- 초기 우주의 관측
JWST는 적외선 관측을 통해 매우 먼 거리의 천체들을 볼 수 있습니다. 이는
우주의 초기, 즉 빅뱅 직후 형성된 첫 번째 별들과 은하들을 관측하는 데
유리합니다. 이렇게 먼 천체들은 빛이 우리에게 도달하는 데 수십억 년이 걸리기
때문에 JWST는 우주의 초기 상태를 더 잘 이해하는 데 큰 도움을 줍니다.
- 더 상세한 관측
JWST는 이전보다 훨씬 더 높은 해상도로 관측을 수행할 수 있습니다. 이는 더
많은 세부 사항을 포착할 수 있으며, 작은 천체나 희미한 천체도 더 명확하게 볼
수 있게 합니다.
관측 가능한 거리가 정해져 있다면
우주가 팽창함에 따라 전체들이 후퇴하게 되면서 관측 가능한 천체의 밀도가
감소하게 됩니다. 결국에 우주는 공허한 어둠만 남게 될지도 모르겠네요.
글을 마치며
관측 가능한 우주의 거리를 알아 보았고 우주를 관측하는 기술이 발전해도 관측
가능한 범위를 넓히는 것이 어렵다는 것을 알게 되었네요. 그리고 우주의
팽창으로 인해서 결국에는 관측 가능한 별의 밀도가 감소하면서 어두운 공허만
남게 될지도 모른다는 것도 함께 알게 되었습니다.
정말 아쉽습니다. 지금 볼 수 있는 우주가 가장 밝은 우주라는 사실이요.
이상으로 글을 마치도록 하겠습니다. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.
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