허블 상수와 우주의 나이


REPORT

( 분 석 화 학)

허블 상수와 우주의 나이“

1. 머리말
오늘날 천문학자들은 우리가 사는 우주를 ‘팽창우주’라고 부른다. 물론 이것은 시간이 지나면 지날수록 점점 더 커지는 우주의 부피에 초점을 맞추어 지어진 이름이다. 따라서, 영화 필름을 거꾸로 돌리는 것과 마찬가지로 과거를 향해 시간을 거슬러 올라가면 먼 은하일수록 우리에게 다가와 한 곳에 모일 것이다. 바로 그 순간을 우리는 ‘태초’라고 부른다. 태초에는 은하내의 물질들이 서로 밀집되어 있어서 우주의 모습이 현재와는 아주 다르게 보였을 것이다. 현재 적용되고 있는 자연의 법칙이 과거에도 똑같이 적용되어 왔다면 초기의 우주에는 별들도 은하들도 없고 단지 빠른 속도로 팽창하는 뜨거운 가스와 소립자들만이 있었을 것이다. 그것은 아주 압축되어 있었으므로 뜨거웠을 것이며, 그로부터 별이나 은하들, 그리고 다른 구성물들이 점점 생겨났을 것이다.
우리는 이제 우리로부터 아주 먼 거리에 있는 은하들이 점점 멀어져가고 있다는 것을 도플러 효과로 설명되는 적색편이를 통해 알아보고 그것을 일차식으로 나타낸 허블의 법칙을 통해 은하의 거리와 우주의 나이를 계산해 보고자 한다.

2. 도플러 효과
은하가 우리로부터 멀어지는 것을 알아내는 데는 도플러 효과라는 파동 물리학이 쓰였다. 우리는 종종 철로 옆에서 빨리 지나가는 기차 소리를 듣는 경우가 있다. 기차가 우리를 향해 달려올 때는 점점 높아지던 소리가 기차가 우리를 지나치자마자 뚝 떨어지는 현상은 누구나 다 경험해 봤을 것이다. 즉 ‘삐-’하고 높아지던 기적은 기차가 우리를 지나면 ‘앙-’하는 여운을 남기며 낮아지는 것처럼 들린다.
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