먼 우주에서 별들이 하나씩 사라지고 있습니다.

 

 

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우주 깊은 곳에서 은하를 포함한 다양한 천체들이 하나씩 사라지고 있습니다.

물론, 이들이 어딘가로 갑자기 증발해 버린다는 얘기는 아닙니다.

시간이 흐를수록 우리가 관측할 수 있는 우주에서 점점 밀려나고 있다는 거죠.

지금도 많은 우주의 천체들이 우리가 관측할 수 없는 "심연의 영역"으로 계속 밀려나고 있습니다.

 

 

오랜 시간 동안 인류는 우주의 크기와 나이에 대해서 궁금해 왔었습니다.

우주는 영원히 지속되는 걸까? 아니면 우주도 끝이 있는 걸까?

우주는 원래부터 존재했었던 걸까? 아니면 어떠한 사건에 의해서 생겨나게 된 걸까?

1687년 아이작 뉴턴은 그의 저서 자연철학의 수학적 원리(프린키피아, Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica)에서 우주를 이해하는 새로운 방법으로 만유인력의 법칙을 제안했습니다.

이 법칙은 기본적으로 우주의 모든 질량은 다른 모든 질량에 이끌린다라고 설명합니다.

지금보면 이 말은 아주 간단하고 당연해 보이지만, 그 당시 사람들에게는 아주 충격적이었죠.

뉴턴은 만약 우주가 유한하다면 우주에 있는 모든 물체들간의 상호 작용때문에 결국 붕괴되었어야 한다고 말했습니다.

하지만 그러한 일은 일어나지 않았죠. 그래서 논리적으로 우주는 무한하다는 결론을 내리게 되었습니다.

시간히 흘러 과학자들은 올베르스의 역설(Olber's Paradox)을 통해 뉴턴의 결론이 전부가 아니었다라는 것을 깨닫게 됩니다.

19세기 초 하인리히 올베르스에 의해 발표된 이 역설은, 밤하늘이 어둡다라는 점이 우주가 무한다는 결론과 충돌한다고 주장했습니다.

만약 우주가 무한하다면 그 안에 있는 별들도 당연히 무한히 존재할 겁니다.

스스로 빛을 내고 있는 별들이 우주에 무한하게 분포되어 있다면 우리가 밤하늘 어느곳을 보더라도 별빛이 보여야 됩니다. 

마치 우리가 울창한 밀림속에서 그 어느 곳을 보더라도 나뭇잎을 보게 되는 것처럼 말이죠.

즉, 밤하늘은 우주 공간을 빽빽하게 채우고 있는 별들에 의해 무한히 밝아야 한다는 겁니다.

그러나 반대로 밤하늘은 항상 어둡습니다.

이에 대해 올베르스는 우주가 팽창하고 있기 때문이다라고 결론내렸습니다.

1913년 미국의 천문학자인 베스토 슬라이퍼(Vesto Slipher)는, 먼 은하의 빛이 스펙트럼의 적색 끝 쪽을 향한다는 것을 발견했습니다.

빛을 내는 천체가 우리에게서 멀어질 때 빛의 파장이 길어져 붉게 보인다는 사실은 이미 1800년대에 확인된 사실이었는데요.

슬라이퍼는 이러한 적색 편이를 은하가 우리에게서 점점 멀어지고 있다는 강력한 증거라고 생각했습니다.

나중에 에드윈 허블은 슬라이퍼의 연구를 바탕으로 은하들의 실제 거리를 측정하기 시작했고, 결국 우주가 팽창하고 있다는 사실을 입증했습니다.

그리고 이것은, 먼 옛날의 우주가 지금보다 더 작았을 것이라는 생각으로 연결되었고, 시간을 계속 거슬러 올라가면 우주가 하나의 단일 지점으로 모아진다는 것도 깨닫게 되었습니다.

이제 인류는 우주가 팽창하고 있다는 사실을 잘 알게 되었고, 팽창 속도까지 알 수 있게 되었습니다.

그런데 과학자들은 한가지 궁금한 점이 있었습니다.

과연 먼 우주에 있는 천체는 우리에게서 얼마나 빠르게 멀어지고 있는 걸까?

과학자들은 천체의 거리가 멀면 멀수록 우리에게서 멀어지는 속도도 점점 더 느려질 것이라 생각했습니다.

즉, 시간이 흐를수록 우주의 팽창 속도가 느려질 것이라 계산 한거죠.

그래서 과학자들은 지구와 먼 우주의 천체들과의 거리를 측정하여 이들이 우리에게서 멀어지고 있는 속도를 계산했습니다.

하지만 측정 결과는 과학자들의 예상과 전혀 달랐는데요.

우리에게서 가장 멀리 떨어져 있는 천체가 다른 천체들보다 훨씬 더 빠르게 멀어지고 있었던 겁니다.

 

이것은 더이상 반박할 수 없는 결론으로 이어졌습니다. 우주의 팽창이 점점 가속화되고 있다.

그리고 이를 통해 관측 가능한 우주의 반지름이 최소 460억 광년이라는 것도 새롭게 계산되었죠.

여기서 중요한 것은 "관측 가능한 우주"라는 말입니다. 이 말은 관측 불가능한 우주도 있다는 말이 됩니다.

빛이 아직 우리에게 도착하지 못할 만큼 아주 먼 곳에서 빠르게 팽창하고 있는 미지의 우주 말입니다..

만약 우리가 빛의 속도로 우주를 여행할 수 있다고 해도 결코 이곳에 도달할 수는 없을 겁니다.

우주의 끝은 커녕, 아무리 오랫동안 빛의 속도로 이동한다고 해도 150억 광년 이상 떨어진 우주의 어떠한 영역에도 도달할 수 없죠.

이는 관측 가능한 우주에 있는 약 2조개의 은하들 중 고작 3%에만 도달할 수 있는 거리입니다.

다른 97%의 은하에 우리는 절대로 도착할 수 없습니다.

우주는 우리에게서 멀어지면 멀어질수록 팽창 가속도가 더욱 증가하여 결국 빛의 속도를 넘어서기 때문입니다.

 

 

시간이 흐를수록 더 많은 우주의 영역이 관측할 수 없는 우주의 영억으로 들어가게 됩니다.

이렇게 우주의 팽창이 계속 진행된다면, 우리가 볼 수 있는 대부분의 천체들은 검은 심연 속으로 사라지게 될 겁니다.

그리고 우리는 이를 가만히 지켜볼 수 밖에 없습니다.

우리가 할 수 있는 일이 아무것도 없기 때문입니다.

어쩌면 우주의 대부분은 우리의 지식이 영원히 도달할 수 없는 곳에 존재하고 있을지도 모르겠습니다.

 

 

https://youtu.be/PnlZ0N7pNIE?si=OujHYNvBzJ2rFn-E

 

 

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