우주가 검정색인 이유는 우주의 끝이 검은 물질이기 때문인가요?

Question

지구랑 다르게 우주는 전부다 검정색깔인데 이유가 우주의 끝을 둘러싸고있는 물질들이 전부 검정색으로 된 물질들이기 때문인가요 ?

Answer 1

• 우주에는 전통적인 의미의 '가장자리'가 없습니다. 관측 가능한 우주는 지구에서 볼 수 있는 우주의 일부이며, 지구의 위치를 중심으로 한 구형입니다. 그러나 관측 가능한 우주 너머의 우주는 가장자리나 경계가 없는 무한한 것으로 여겨집니다.

• 우주에 존재하는 물질의 대부분은 실제로 "암흑 물질"이 아닙니다. 암흑 물질은 빛이나 다른 형태의 전자기 복사와 상호 작용하지 않는 물질의 한 형태로, 망원경이나 빛을 감지하는 다른 기기에는 보이지 않습니다. 우주에 존재하는 전체 물질의 약 27%를 차지하는 것으로 추정됩니다. 나머지 물질은 양성자, 중성자, 전자 등 빛 및 다른 형태의 방사선과 상호 작용할 수 있는 일반 물질로 구성되어 있습니다.

• 우주는 완전히 검은색이 아닙니다. 우주의 대부분은 실제로 어둡고 텅 비어 있지만, 별, 은하, 퀘이사 등 가시 우주를 구성하는 많은 빛과 방사선의 원천이 존재합니다. 실제로 가시 우주에는 수십억 개의 은하가 있고, 각 은하에는 수십억 개의 별이 있으며, 이 별들 중 상당수는 그 주위를 도는 행성을 가지고 있습니다.

그렇다면 거꾸로 우주는 어째서 밝은 빛으로 가득 차 있지 않은 것일까요?

• 우주 마이크로파 배경 복사: 우주가 빛으로 가득하지 않은 이유 중 하나는 우주 마이크로파 배경 복사(CMBR) 때문입니다. 우주배경복사란 우주 전체에 퍼져 있는 빅뱅의 희미한 잔광을 말합니다. 우주에서 가장 오래된 빛이며 빅뱅 직후의 뜨겁고 밀도가 높았던 우주 상태의 잔재입니다. CMBR은 매우 균일하며, 이는 우주가 한때 매우 뜨겁고 밀도가 높았으나 이후 냉각되어 현재 상태로 팽창했음을 의미합니다.

• 암흑 물질: 우주가 빛으로 가득하지 않은 또 다른 이유는 암흑 물질 때문입니다. 앞서 언급했듯이 암흑 물질은 빛을 방출하거나 흡수하거나 반사하지 않는 물질의 한 형태로, 전자기 복사와 상호 작용하지 않습니다. 암흑 물질은 우주 전체 물질 함량의 약 27%를 차지하는 것으로 여겨지므로 우주의 전체 밝기에는 기여하지 않습니다.

• 우주의 팽창: 마지막으로, 우주의 팽창으로 인해 우주는 빛으로 가득 차 있지 않습니다. 우주가 팽창함에 따라 먼 은하에서 온 빛은 적색편이가 되어 빛의 파장이 길어지고 빛이 더 많이 퍼지게 됩니다. 이로 인해 빛이 우주를 통과할 때 희미해지고 감지하기 어려워집니다. 또한 우주가 팽창함에 따라 물질의 밀도가 감소하여 단위 부피당 광원의 수가 줄어들어 우주가 더욱 어둡게 보입니다.