이번 시간에는 관측 가능한 우주에 대해서 알아 보겠습니다.
여러분은 언제나 우주를 바라볼 수 있습니다. 바로 하늘을 올려다 보면 되는것이죠. 그런데 우리가 보는 우주는 어디까지 일까요? 너무 작은 일부만 보고 있는 것이죠. 그럼 우주가 얼마나 방대한지 지금부터 같이 알아 보시죠!~~ㅎㅎㅎ
관측 가능한 우주는 현재 지구에서 관측될 수 있는 모든 물질로 이루어진, 우주 속의 구형 공간이다. 이와 같은 개념은 천체에서 발생하는 빛과 다른 신호가 우주의 팽창의 시작부터 지구에 이르는 데까지 시간이 걸리기 때문에 만들어졌다. 관측 가능한 우주에는 최소한 2조 개의 은하가 있으며, 별은 지구에 있는 모래알의 개수보다도 더 많다.
우주가 등방적이라고 가정하면, 관측 가능한 우주의 가장자리까지의 거리는 어느 방향으로나 동일하다. 즉 관측 가능한 우주는 관찰자를 중심에 두는 공의 형태다. 우주에서 어떤 위치든 간에 그 위치에서 그 위치를 중심점으로 두는 관측 가능한 우주가 있으며, 그 관측 가능한 우주는 지구를 중심으로 두는 관측 가능한 우주와 겹칠 수도 있고, 겹치지 않을 수도 있다.
관측 가능한이라는 용어는 현대 기술이 실제로 그 영역으로부터 발생하는 모든 복사를 감지할 수 있는지 따위와 같은 의미를 내포한 채 사용되는 것이 아니다. 이 용어는 단순히 천체에서 발생하는 빛 또는 다른 신호가 지구의 관찰자까지 이르는 데 이론적으로 가능하다는 것을 의미한다. 실제로 우리는 재결합 시대에서 광자가 분리(디커플링)되기 시작한 이후부터 방출된 빛만을 볼 수 있다. 이는 입자들이 처음으로 광자를 방출할 수 있었던 때로, 다른 입자들에 의해 재빨리 재흡수되지 않는 때다. 그 이전에 우주는 광자가 탈출하기엔 불투명한 플라스마로 채워져 있었다. 중력파의 탐지는 재결합 시대 이전에 발생된 비광(非光)신호를, 그 너머로부터 탐지할 수 있는 가능성을 열었다.
최종산란면은 광자 분리 시기에 발생한 광자들이 오늘날 우리에게 이르고 있으며, 동일한 거리상에 있는 우주의 여러 지점들로 이루어진 면이다. 최종산란면의 광자들은 오늘날 우리가 우주배경복사(CMBR)로써 탐지하는 광자들이다. 기술의 발전으로 우주배경복사보다 훨씬 오래된, 고대배경중성미자나 그보다 더 먼 거리에서 일어난 사건을 중력파(또한 광속으로 전파된다)를 통해 관측할 수 있을지도 모른다.
가끔씩 천체물리학자들은 재결합 시대 이후부터 방출된 신호들만으로 구성되는 가시적 우주(visible universe)와 우주의 팽창의 시작(전통적인 물리우주론에서 빅뱅, 현대우주론에서는 인플레이션 시대의 종점) 이후부터 발생한 신호들로 구성되는 관측 가능한 우주를 구별짓기도 한다.
계산에 따르면, CMBR이 방출된 지점에 있는 입자까지의 공변거리(comoving distance, 현재 고유거리), 즉 가시적 우주의 반경은 약 140억 파섹(457억 광년)이지만, 관측 가능한 우주의 가장자리까지의 공변거리는 약 143억 파섹(466억 광년)으로, 전자보다 2% 더 크다.
아~~~도대체!!! 알수록 더 영화같은 이야기가 아닐 수 없네요. ㅎㅎㅎ
2015년 현재 우주의 나이의 가장 정확한 값은 137억 9,900만 ± 2,100만 년이지만, 우주의 팽창 때문에 사람은 원래 매우 가까웠으나 지금은(우주론적 고유거리의 면에서) 138억 광년보다 훨씬 멀리 떨어져 있는(이 거리는 현재의 공변거리와 동일하다) 천체들을 관측하고 있다. 관측 가능한 우주의 지름은 약 28.5 기가파섹(930억 광년, 8.8×1023 킬로미터, 5.5×1023 마일)로 추정되는데, 이는 약 465억 광년 떨어져 있는 관측 가능한 우주의 가장자리에 반대편 가장자리를 하나 더 얹은 것이다. 우주에 있는 (암흑물질과 대비되는, 즉 관측 가능한)보통 물질의 총질량은 관측 가능한 우주의 임계밀도와 질량을 이용하여 계산할 수 있는데, 약 5×1053 kg이다.
정말 우리도 우주인이 맞다고 생각이 드네요…어느 영호에서 유명한 대사 다들 아시죠~??
‘이 넓은 우주에 지구인만 존재한다는 건 이 얼마나 큰 낭비인가~~’
오늘은 여기서 마무리 지을께요~~여러분들 굿나잇~~^^*
