우주의 나이가 138억년 이라고 하는데 어떻게 측정하나요?

Question

우리가 관측하는 우주는 찰나에 불과하다는 것이라고 합니다. 인류가 본격적으로 우주를 관측한 지난 백여 년의 시간은 우주의 나이 138억 년에 비하면 순간에 불과 합니다. 우리는 지금껏 느리게 변화하는 우주의 딱 한순간만 바라보는 것인데, 그렇다면 우주의 나이는 어떻게 측정하나요?

Answer 1

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

유명한 사례는 구상성단 연구입니다. 19세기 초 들어서 학자들이 은하 헤일로부분에 있는 구상성단을 조사하여 구상성단을 이루는 별들의 밝기와 표면온도를 HR도에 그래프로 표시했습니다. 그러면 개개의 별들을 하나의 점으로 좌표에 표시하고 수만개의 점을 찍다보면 연속적인 곡선이 나옵니다. 이 곡선의 휜 정도에 따라서. 그 구상성단의 나이를 추정할 수 있습니다. 그 곡선이 휘어져 있을수록 항성들이 주계열로부터 벗어난 정도가 크며, 오래된 항성들이 많이 있다는 것이죠. 이러한 방식으로 측정한 몇몇 구상성단의 나이는 100~120억년에 육박했습니다. 이를 통해 우리는 우주의 나이가 아무리 적어도 120억년에 육박한다는 점을 알아냈죠.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

우주의 나이를 측정하기 위해서는 다양한 천문학적 관측 결과를 바탕으로 이론적 모델링을 통해 여러 가정과 계산을 수행합니다. 예를 들면, 현재의 우주의 팽창 속도를 측정하는 코스믹 마이크로웨이브 백그라운드(CMB) 관측 데이터를 분석하거나, 별의 연령을 측정하여 우주의 나이를 추정하는 방법 등이 사용됩니다. 또한, 우주의 나이를 측정하는 데에는 천체의 진화 모델, 우주의 확장율 모델, 우주의 밀도 모델 등의 다양한 가정과 이론적 계산이 필요하며, 이러한 가정들이 계속적으로 개선되고 수정되면서 우주의 나이에 대한 추정이 업데이트되고 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 박재민 과학전문가입니다.

우주의 정확한 나이를 측정하는 것은 어려운 문제이며, 현재까지는 정확한 우주의 나이를 확정할 수 있는 방법이 없습니다. 하지만 천체의 운동, 별의 형성, 우주의 확장 등을 연구하여 우주의 나이를 추정하는 다양한 방법이 있습니다. 아래는 몇 가지 일반적인 우주의 나이 추정 방법입니다:

별의 연도

: 별은 수소와 헬륨 등의 원소를 핵융합하여 에너지를 방출하면서 빛을 발산합니다. 별의 스펙트럼 분석을 통해 별의 연도를 추정하는 방법이 있습니다.

빅뱅 이론

: 빅뱅 이론에 따르면 우주는 약 138억 년 전에 빅뱅으로부터 형성되었다고 추정됩니다. 따라서 우주의 나이를 빅뱅 이론을 통해 약 138억 년으로 추정할 수 있습니다.

우주의 확장

: 현재의 관측 결과에 따르면 우주는 계속해서 확장하고 있습니다. 우주의 확장 속도를 측정하여 역추적하면, 우주의 나이를 약 138억 년으로 추정할 수 있습니다.

중성자 별

: 중성자 별은 별이 수명을 다한 후 남은 남은 형태로, 중성자 별의 속도와 밝기를 측정하여 나이를 추정하는 방법이 있습니다.

이러한 방법들을 통해 우주의 나이를 추정할 수 있지만, 여전히 정확한 우주의 나이를 확정하는 데는 다양한 불확실성과 미지의 요소들이 존재합니다. 따라서 우주의 나이는 계속해서 연구와 개선이 이루어지는 학문적인 주제 중 하나입니다.

Answer 4

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

우주 나이의 하한선으로 유추를 하는 것입미자

가장 어둡고, 가장 온도가 낮은 백색왜성을 찾아서 그 냉각 나이를 측정하면 우주의 나이의 하한선을 얻을 수있습니다. 또 다른 방법은 가장 오래된 구상성단의 나이를 측정하는 방법입니다

Answer 5

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 우주의 나이를 계산한 가장 대표적인 방법은 우주의 확장 속도를 계산해서 이를 역산하는 방법입니다. 이를 허블-르메트르 법칙이라고 하며 이에 따르면 우주의 나이는 대략 138억년 정도라고 추정되고 있습니다.

Answer 6

안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.

이 나이는 허블상수 (H) 를 이용하는 것인데요. 최근의 허블상수는 71±4 km/s/Mpc 입니다.

1 km/s/Mpc 는 은하의 거리가 1Mpc(메가 파섹) 늘어날 때마다 은하의 후퇴속도가 1km/s 씩 증가한다는 의미입니다.

이 허블상수를 허블법칙에 적용시키게 되면

V = H*r (V후퇴속도- 10⁴km/s , H허블상수 , r거리-100pc)

라는 공식이 만들어집니다.

허블상수 (H) 의 역수 1/H = t (t:우주의 나이)

라는 관계로 최근에 계산된 우주의 나이가 약 138억년이 되는 겁니다.