우주 팽창의 증거는 무엇인가요?

Question

우주는 엄청난 밀도의 작은 크기에서 어느 순간 대폭발한 이후에 계속 팽창하면서 커지고 있다고 하던데, 우주 팽창을 측정하는 기법이나 증거가 있는 건가요?

Answer 1

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

우주의 팽창증거는 청색편이에 있습니다.

청색편이는 빛이 멀어지면서 색깔이 푸른색계열로 변하는것을 말합니다.
즉, 우주배경복사를 관측했을 때 청색편이가 많이 섞여있기 때문에
우주가 팽창한다고 할 수 있습니다.

감사합니다.

Answer 2

우주 팽창의 증거는 별간의 거리, 은하간의 거리를 측정함으로써 알 수 있습니다.

허블의 법칙이라고 지구로부터 거리가 멀어지면 멀어질수록 더욱 빨리 팽창한다는 법칙입니다. 이를 이해하기위해 많이들 사용하는 예시로 풍선을 사용합니다.

풍선에 아래와 점을 찍고 풍선을 불게된다면,

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아래와 같이 팽창해 있습니다.

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이를 보면 알 수 있듯이 거리가 먼 점이 훨씬 더 멀리 팽창 되어있습니다.

우주에 존재하는 별의 거리를 측정 할 수 있고, 시간에 따라 거리가 얼마나 달라지는지 관측할 수 있습니다. 지구 중심에서 별까지의 거리를 매 시간단위로 측정하게 된다면 풍선에서 점을찍고 불었을때 나타나는 팽창 양상과 동일함을 과학측정으로 밝혀냈습니다. 그래서 우주가 팽창한다는것을 알 수 있는것이죠.

또 다른 증거로는 우리 우주에는 수없이 많은 별들이 존재하고 이 별들은 하늘 어디를 찍어도 보여야 할 것입니다. 즉, 밤 하늘이 별로 가득차있어 밝아야 하죠. 하지만 밤하늘에는 별이 빛나는 부분이 있으면, 어두운 부분도 있습니다. 이것은 우주가 팽창하여 도플러 효과로 인해 별의 빛이 가시광선이 아닌 적외선 영역으로 바뀌었기에 우리가 볼 수 없습니다.

도플러 효과는 멀어지는 광원(별)에 대해 파장이 길어지고, 가까워지는 광원(별)에 대해 파장이 짧아집니다.

Answer 3

안녕하세요. 이영훈 세무사입니다.

우주가 팽창하지 않는다면, 태양이나 다른 항성에서 나온 빛이 우주의 끝 공간에 언젠가는 도달할 것입니다.

그러면 그 끝 공간에서 빛이 반사되어 지구의 우리 눈에 들어올 것이고, 그렇다면 밤 하늘이나, 우주 공간은 밝게 관측되어야 합니다.

그러나, 현재까지 밤하늘이나 우주는 모두 검게 관측되고 있습니다.

이를 근거로 우주 공간은 팽창하고 있으며, 팽창 속도는 빛의 속도보다 더 빠른 것으로 추정하고 있습니다.

우주 크기 측정 방법으로는 맥동 변광성을 이용하거나, 포신성의 폭발을 관측하거나, 지구에서 상대적으로 가까운 별과의 연주 시차를 이용하는 방법이 있습니다.

Answer 4

우주가 폭발로 인해 생겼다면, 그때 생긴 파장이 모든 방향으로 관측이 될 것 입니다.
왜냐하면 폭발은 전 방향으로 일어나기 때문입니다.

우주배경복사는 0.1~10cm의 전자기파가 우주의 모든 방향에 거의 같은 강도로 관측이 되었습니다.
따라서 무언가가 폭발을 하였고 그 파장이 아직 남아 있다고 볼 수 있습니다.