우주공간이 까맣게 보이는 이유는 무엇인가요?
우주를 촬영한 사진이나 우주의 모습을 촬영한 망원경이 모습을 보면 까맣게 보이는건 다 무엇일까 하는 궁금증이 들었습니다. 우주에는 공기가 없다고 들었는데 과연 어떠한 이유로 우주공간이 시커멓게 보이는 걸까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
우주에는 공기가 없어 빛이 산란하지 않고 공간상에서 직선으로 뻗어나갑니다. 우주가 밝게 보이려면 빛의 산란이 일어나 우리 눈으로 들어와야 밝게 보이는데, 우주에는 공기가 없기 때문에 까맣게 보이는 것이죠.
하늘에 별은 무수히 많은데 밤하늘에 별이 가득 차지 않고 깜깜한 이유는 우주에는 공기가 없고 도플러 효과(적색 편이)가 일어나기 때문입니다. 지구의 하늘이 파란 이유는 대기중에 공기가 있어 빛이 산란하여 우리눈에 보이기 때문에 파랗게 보입니다. 하지만 우주에는 공기가 없어 산란하지 못하고 빛이 직진해 나가기 때문에 우주가 컴컴해 보이죠. 또한, 우주는 팽창하고 있습니다. 팽창하는 우주에 있는 별에서 나온 빛이 점점 더 빠른 속력으로 지구와 멀어지며 후퇴하기 때문에 도플러효과인 적색편이가 일어나게 됩니다. 그래서 가시광선의 빛이 적외선 영역대를 넘어가게 되면서(적색편이) 우리의 육안으로 볼 수 없는 것이죠. 그래서 밤하늘이 캄캄한 이유가 되겠습니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
우주가 검은색으로 보이는 이유는 우주 공간에 가스와 먼지가 거의 없기 때문입니다. 가스와 먼지가 없으면 빛이 우주 공간을 통해 자유롭게 이동할 수 있고, 우리 눈에는 검은색으로 보입니다. 지구에서는 대기와 구름이 빛을 산란시키기 때문에 하늘이 파란색으로 보입니다. 그러나 우주 공간에는 대기와 구름이 없기 때문에 빛이 산란되지 않고, 우리 눈에는 검은색으로 보입니다.
우주 공간이 검게 보이는 이유는 주로 다음 두 가지 요인에 기인합니다:
빛의 흡수와 산란: 우주는 거의 진공에 가까운 상태이므로 빛이 자유롭게 퍼지고 이동합니다. 그러나 빛은 물질과 상호작용하여 흡수되거나 산란될 수 있습니다. 우주에는 대부분의 물질이 없어서 빛이 흡수되거나 산란되는 경우가 적어서 우주는 어둡게 보입니다.
배경 복사 선명도: 큰 부분의 우주는 마이크로파와 감마선과 같은 장파, 단파, 고에너지 복사선으로 채워져 있습니다. 이러한 복사선은 우주의 초기에 발생한 빅뱅 이후의 자연적인 방출물이며, 이 복사선들이 우주를 채우기 때문에 우주 공간은 어두운 블랙 바디 복사체로 보입니다.
그래서 지구로부터 바라보면 우주 공간은 어둡게 보이는 것이 일반적입니다. 하지만 이는 특정 조건이나 각도에서는 예외가 될 수도 있습니다. 예를 들어, 빛을 포착하지 않는 무한히 먼 곳에서 볼 때는 어두워 보일 수 있지만, 천문학적 대상이나 우주 먼지 등에 의해 빛이 반사되거나 흡수되는 경우에는 조금 다른 모습을 보일 수 있습니다.
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.
우주 공간이 까맣게 보이는 이유는 우주 공간에 물질이 매우 희박하기 때문입니다. 우주 공간에는 별, 행성, 혜성, 소행성 등과 같은 물질이 존재하지만, 그 양은 지구 대기권에 비해 매우 적습니다. 따라서 우주 공간에서 빛이 흡수되거나 산란될 수 있는 물질이 거의 없기 때문에 우주 공간은 까맣게 보입니다.
또한, 우주 공간은 매우 넓습니다. 우주 공간의 크기는 지구의 크기를 수십억 배 이상으로 추정됩니다. 따라서 우주 공간에서 빛이 흡수되거나 산란될 수 있는 물질의 양이 매우 적기 때문에 우주 공간은 까맣게 보입니다.
다만, 우주 공간이 항상 까맣게 보이는 것은 아닙니다. 우주 공간에는 별이 존재하기 때문에, 별에서 나오는 빛이 우주 공간을 밝히기도 합니다. 또한, 우주 공간에는 가스와 먼지와 같은 물질이 존재하기 때문에, 이 물질들이 빛을 흡수하거나 산란시켜 우주 공간이 희미하게 보일 수도 있습니다.