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현재 인류의 기술로도 정확히 측정할 수 없는 광대한 우주.
하지만 우리들은 우주의 끝은 어디인지, 그리고 그곳엔 무엇이 있는지 늘 알고 싶어 했습니다.
우주는 정말 끝이 없을까? 아니면 반대로 끝이 있는 걸까?
만약 우주에도 끝이 있다면 그곳은 어떠한 모습으로 존재하고 있을까?
"끝없는 우주" 라는 문장을 어디선가 들어본 적이 있을 텐데요.
하지만 끝이 없는 우주라는 문장을 들으면 조금 막연한 느낌이 드는 것도 사실입니다.
도대체 우주는 얼마나 넓은 걸까? 또 우주는 원래부터 끝이 없었던 걸까?
결론부터 말하자면 "우주는 무한에 가까운 유한"이라고 말할 수 있습니다.
이러한 의문에 대한 답을 제시할 수 있는 키워드는 바로 "빅뱅"입니다.
즉, 우주는 빅뱅이라고 불리는 대폭발을 시작으로 지금까지 계속 팽창되고 있는 것이죠.
바로 이 폭발의 끝이 "우주의 끝"이라고 말해도 좋을 것 같습니다.
지금으로 부터 약 137억 년 전이라는 아득히 먼 옛날, 상상을 초월하는 고온과 고밀도의 에너지 덩어리가 대폭발을 일으켰습니다.
폭발 직후 우주는 막대한 에너지로 인해 광속을 넘는 속도로 급격히 팽창하기 시작했죠.
그 힘은 지금까지도 영향을 미치고 있어서 우주는 계속 팽창하고 있습니다.
이것이 널리 알려져 있는 "빅뱅 우주론"입니다.
빅뱅에 의한 우주의 초창기에는 가장 가볍고 단순한 원자인 수소와 헬륨이 존재했었을 것으로 생각되고 있는데요.
이러한 물질들이 서로의 상호작용에 의해 합쳐지게 되어 별과 은하를 만들어 냈고, 궁극적으로 지금 우리가 살고 있는 오늘날의 우주틑 만들어냈습니다.
현재의 "빅뱅 우주론"이 정말로 맞다면 우주의 끝은 어딘가에 반드시 존재할 겁니다.
그러나 현재의 관측 기술로는 그 끝을 보는 것이 불가능하죠.
하지만 인류의 관측 기술이 계속 발전되어 오면서 우주의 끝으로 조금씩 조금씩 다가가고 있습니다.
현재까지 관측된 가장 멀리 떨어져 있는 천체는 지구에서 약 134억 광년 떨어져 있는 은하인 "GN-z11" 인데요.
한마디로 빅뱅이 발생한 지 불과 3~4억년 후에 만들어진 가장 오래된 원시 은하죠. (2019년 7월 현재)
지구에서 134억 광년 떨어져 있는 이 은하는 우주의 극 초창기에 만들어진 은하로 생각되고 있는데요.
그래서 우리 은하의 1/25 밖에 되지 않을 정도로 아주 작습니다.
정말 우주가 빛과 비슷한 속도로 팽창되고 있다면, 이 은하는 거의 우주의 끝에 있다고 봐도 문제가 없을 겁니다.
그렇다면 만약 우리가 우주의 끝으로 가게 되면 어떻게 될까? 갈 수는 있는 걸까?
한마디로 말하자면 "아직 알 수 없고, 우주의 끝에 도달할 일도 없을 겁니다." 라고 답할 수 있습니다.
그러나 과학자들은 우주의 크기가 적어도 930억 광년 정도가 될 것으로 추정하고 있는데요.
더 정확하게 말하자면 930억 광년은 지구에서 관측 가능한 우주 전체의 크기를 말하며, 이를 허블의 법칙에 대입해 보면 우주의 팽창 속도는 빛보다 빠르다고 할 수 있습니다.
그런데 우리가 우주의 넓이를 측정할 수 있는 유일한 수단은 바로 "빛" 입니다.
이 빛의 속도가 초속 30만km라는 유한한 속도를 가지고 있는 이상, 우리는 빛의 속도를 넘어는 곳에 있는 물질을 볼 수 없게 되죠.
다만, 관측할 수 있는 범위 내라면, 우주의 넓이를 1개의 원형 지도로 간단하게 표시할 수는 있을 겁니다.
우주의 넓이를 나타내고 있는 이 지도는, 우리가 알고 있는 태양계를 중심으로 그려져 있는데요.
이 지도의 이름은 "SDSS의 삼차원 우주도(The SDSS 3D Universe Map)"라고 합니다.
참고로 이 우주 지도는 우리의 이해를 쉽게하기 위해 중심의 태양계가 주변의 은하보다 더 크게 그려져 있다는 것을 알 수 있을 겁니다.
암튼 이 지도에 대해서 간략히 설 명해 보자면, 먼저 태양계 주위에 있는 고리는 오르트 구름이라고 불리는 혜성들의 구름입니다.
그리고 그 바깥에는 여러가지 은하들이 위치해 있고 더 바깥쪽에는 보이드라고 불리는 거대한 빈 공간들도 위치해 있습니다.
더 바깥쪽으로 나가보면 퀘이사와 우주 초기 방사선, 그리고 빅뱅 시대의 흔적인 우주 배경 복사의 고리 등이 있고, 마지막에는 우주의 끝이 묘사되어 있습니다.
그런데 우주 바깥쪽에 있는 저 검은 부분은 도대체 무엇일까요? 그것은 아직 아무도 모릅니다.
암튼, 이 지도는 우주를 아주 간략하게 표현한 지도입니다.
실제의 우주는 이러한 지도로 표현할 수 없을 정도로 매우 광대할 겁니다.
아마도 인류의 관측 기술이 아무리 발전하더라도 우주의 끝을 알기는 어려울 겁니다.
그리고 이 문장으로 끝으로 오늘 주제에 대해서 마무리 하도록 하겠습니다.
"우주는 시간적으로는 유한하지만 공간적으로는 무한하다".
https://youtu.be/fPy-2S4Z9rA?si=C8ex4P64nHtnt-i7
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