우주가 팽창하는 속도를 계산했을 때 계산하는 방법들마다 결과가 다른 이유가 무엇인가요?

Question

우주는 가속 팽창을 하고 있는데요.

근데 어떤 방법으로 이 팽창의 속도를 계산하는지에 따라 결과가 다르게 나온다고 하는데 왜 그런건가요?

Answer 1

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

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.

허블 상수의 정확한 값을 얻는다는 것은 매우 어렵습니다. 이러한 값을 얻으려면 천문학자들에게는 두 가지 측정이 필요합니다. 첫 번째는 은하의 후퇴 속도를 알려주는 적색이동을 분광기를 통해서 관찰하는 것이고, 두 번째는 지구로부터 은하가 얼마나 떨어져 있는가를 알아내는 것으로 결정하기 가장 어려운 값입니다. 변광성, 초신성과 같은 비교적 정확한 '거리 측정'을 은하에도 대입할 수 있어야 되기 때문입니다. 이러한 연구 결과는 허블의 법칙을 깨며, 우주의 나이, 우주의 크기등도 다시 계산을 해야합니다.

Answer 2

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

저마다 가정하고있는것과 포함하는 인자가 다를 수 있기 때문입니다.

우주성장론 중에서도 가속팽창론, 감속팽창론, 일정팽창론, 팽창하지 않는다는 이론, 감소한다는 이론, 감소와 팽창을 반복한다는 이론 등등 무수히 많은 가설들이 존재하기에 이에 맞는 계산인자들이 더해지고 빼지고 하는 과정에서 그 크기나 속도가 변화하기 때문입니다.

Answer 3

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

우주의 팽창 속도를 계산하는 방법들이 서로 다른 결과를 내는 이유는 주로 사용되는 측정 지표와 가정들의 차이 때문입니다.