허블의 우주 팽창 법칙이란?

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허블(Hubble)의 우주 팽창 법칙(우주 팽창설)

 

 

미국의 천문학자 에드윈 포웰 허블(Edwin Powell Hubble 1889-1953)은 1920년대에 미국의 윌슨 산 천문대에서 천체를 연구하고 있었다. 그는 당시 세계에서 가장 큰 구경(口徑)을 가진 100인치 망원경으로 우주에 흩어져 있는 수없이 많은 은하계들까지의 거리를 관측한 결과,

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“모든 은하계들은 우리로부터 점점 멀어져 가고 있으며, 은하계들 사이의 거리도 멀어지고 있다. 멀리 있는 은하계일수록 멀어져 가는 속도는 더 빠르다.”

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​고 하는 허블 법칙(Hubble's Law)을 1929년에 발표했다.

 

우주가 빅뱅(Big Bang 빅뱅 이론 참조) 이후 풍선이 부풀어나듯 점점 커지고 있다는 그의 이론은 흔히 ‘우주 팽창설’이라 불리기도 한다. 허블은 이 법칙에서 은하계들이 서로 멀어져 가는 거리를 상수(허블 상수)로 나타냈다. 오늘날 전 우주에 약 1,250억 개의 은하계가 있으며, 각 은하계에는 수십억 수천억 개의 별(태양과 같은)이 있다고 믿는다. 각 은하계의 직경은 수천 광년(光年)인 것에서부터 수십만 광년인 것까지 다양하다.

 

 

이렇게 산재하는 은하계는 일정한 범위 안에 있는데, 이 범위를 ‘허블 반경’(Hubble radius)라 한다. 천문학자들의 추측에 의하면, 허블 반경의 크기는 약 120억 광년이다. 그리고 허블 반경 가장자리에 있는 은하계는 거의 빛의 속도로 멀어져가고 있다.

 

허블은 은하계에서 오는 빛의 스펙트럼을 조사하여 그곳까지의 거리를 측정했다. 즉 먼 거리에서 오는 빛일수록 도플러 효과(도플러 효과 참조)에 의해 스펙트럼은 적색 쪽으로 이동한다. 이를 ‘적색 이동’(redshift)이라 한다.

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노벨상 위원회는 위대한 발견을 한 허블에게 노벨상을 수여하려 했으나, 당시 천체물리학 연구에 대해서는 노벨상을 주지 않고 있었다. 그가 세상을 떠난 후 노벨상 위원회는 천체 물리학자에게도 수상하기로 결정했다. 

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* 참고 : 천문학에서 잘 사용되는 거리 단위

​1 AU : 지구에서 태양까지의 평균 거리

1 광년 : 빛이 1년 동안 가는 거리

1 pc(parsec) : 약 3.26광년 거리 

 

 

 

 

머리털자리에서 볼 수 있는 ‘NGC 4414’라 부르는 이 은하계는 1995년에 허블 우주망원경(Hubble Space Telescope, HST)으로 촬영한 것이다. 이 은하계까지의 거리는 약 6,200만 광년이다. HST는 1990년부터 미국이 우주 궤도에 두고 사용하는 천체관측용 망원경이다. 현재 1대뿐인 HST는 가장 먼 천체를 가장 선명하게 볼 수 있는 최고 성능의 망원경이다.

 

 

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