우주의 팽창속도가 빛보다 빠르다는 명확한 근거가 무엇인가요?
최근 들어 우주는 무한히 팽창하지 않고 팽창과 수축을 이룬다라는 이론이 제기되어
논란이 되고 있는 와중에 우주의 팽창속도가 빛보다 빠르다라고 얘기들 합니다
이게 수학적으로 어떻게 가능한건지 궁금합니다
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
우주의 크기는 우주가 팽창할 떄의 허블의 법칙과 도플러 효과, 그리고 관측을 통해 구할 수 있습니다.
우주의 팽창속도는 허블의 법칙에 따라 팽창하므로 73km/s/Mpc로 멀어지고 있습니다. 허블의 법칙은 거리가 멀어짐에 따라 팽창속도가 커진다는 법칙으로 1Mpc떨어진 거리에서 서로간 멀어지는 속도는 73km/s라는 의미입니다. 즉, 이에 따르면 우주의 끝은 우리로부터 빛보다 빠르게 후퇴하고 있습니다.
즉, 우리와 떨어진 항성(별)에서 부터 나오는 빛은 우주 팽창에 의한 도플러 효과로 적색편이가 일어납니다. 그래서 관측가능한 별 빛을 이용하여, 시간에 따른 파장 변화를 측정하여 별의 후퇴 속력을 알아낼 수 있습니다. 그리고 후퇴속력에 대해서는 허블의 법칙을 따르므로 73km/s/Mpc으로 후퇴속력을 나눔으로써 거리를 알 수 있는 것이죠. 이는, 관측가능한 별 빛에 대해 계산함으로써 가장 먼거리의 별 빛을 측정할 수 있으며, 이 것이 관측가능한 우주의 사이즈가 됩니다.
현재 검증을 더 해봐야 알겠지만 우주가 등속팽창한다는 연구 결과가 있습니다. 이러한 연구 결과는 허블의 법칙을 깨며, 우주의 나이, 우주의 크기등도 다시 계산을 해야합니다.
우주는 빛보다 빠르게 커지지 않습니다.
따라서 수학적으로 증명할 필요도 없고, 증명된 내용도 없습니다.
우주는 팽창속도보다는 팽창률의 개념으로 접근하는 경우가 많습니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
우주의 팽창 속도는 허블상수로 표시됩니다. 즉 거리에 따라 점점 커져서 먼 거리의 천체일수록 더 빨리 멀어진다는 허블의 법칙에서 나옵니다. 하지만 우주는 빛의 속도로 멀어질수가 없습니다. 따라서 빛보다 빠르지 않습니다.