올베르스의 역설 (우주 팽창, 적색편이, 우주 나이)밤하늘이 어두운 건 당연한 것처럼 느껴지지만, 사실 이건 우주의 나이와 구조를 통째로 꿰뚫는 질문과 연결됩니다. 처음 이 주제를 접했을 때 저도 잠깐 멈칫했습니다. 별이 수천억 개가 넘는 은하가 수천억 개 존재한다면, 왜 밤하늘 전체가 빛으로 가득 차 있지 않을까요.별이 무한히 많다면 밤하늘은 왜 어둡지 않을까19세기 독일 천문학자 하인리히 올베르스는 아주 단순한 논리를 들고 나왔습니다. 우주가 무한하고, 별이 그 안에 고르게 분포해 있다면, 어느 방향으로 시선을 뻗어도 결국 어딘가에 있는 별의 표면에 닿게 됩니다. 그렇다면 밤하늘은 낮처럼 환해야 합니다. 그런데 실제로는 그렇지 않습니다. 이것이 올베르스의 역설입니다.이 모순이 단순한 천문학 퀴즈처럼 ..

우주의 크기 (관측 가능한 우주, 우주 팽창, 허블 반지름)솔직히 저는 우주의 나이가 138억 년이라는 말을 듣고 "그럼 우주 크기도 138억 광년쯤 되겠구나" 하고 막연히 생각했습니다. 그런데 실제 숫자를 찾아보는 순간 그 논리가 완전히 틀렸다는 걸 깨달았습니다. 현재 관측 가능한 우주의 지름은 약 930억 광년으로 추정되고 있으며, 이 숫자 하나가 제가 가진 우주에 대한 감각을 송두리째 흔들어 놓았습니다.관측 가능한 우주: 138억 년인데 왜 930억 광년인가우주의 나이가 약 138억 년인데 어떻게 관측 범위가 930억 광년이냐는 질문, 저도 처음에 똑같이 막혔습니다. 일반적으로 빛의 속도가 일정하니까 138억 광년이 한계라고 생각하기 쉬운데, 실제로는 전혀 다릅니다.핵심은 우주 팽창(cosmic e..

우주 팽창 가속 (초신성 관측, 암흑에너지, 우주론)우주가 점점 빠르게 커지고 있다는 사실, 알고 계셨습니까? 저도 처음 이 이야기를 접했을 때 직관적으로 이해가 되지 않았습니다. 뭔가를 던지면 느려지다가 결국 떨어지듯, 우주도 중력 때문에 팽창 속도가 줄어들어야 한다고 생각했기 때문입니다. 그런데 실제 관측 결과는 완전히 달랐습니다.초신성 관측이 뒤집어 놓은 상식우주가 팽창하고 있다는 건 오래전부터 알려진 사실입니다. 하지만 그 팽창이 가속되고 있다는 건 전혀 다른 이야기입니다. 1990년대에 천문학자들이 Ia형 초신성(Type Ia Supernova)을 관측하면서 이 사실이 처음 드러났습니다. 여기서 Ia형 초신성이란 백색왜성이 동반성으로부터 물질을 흡수하다가 일정한 질량에 도달해 폭발하는 현상으로,..

우주의 끝 (관측 가능한 우주, 우주 곡률, 암흑에너지)솔직히 저는 꽤 오랫동안 우주에도 당연히 "벽" 같은 게 있을 거라고 믿었습니다. 어릴 때부터 우주를 상상하면 머릿속에서 늘 같은 질문에 막혔는데, 막상 공부를 시작하고 보니 과학자들조차 아직 그 질문에 완벽한 답을 내리지 못했다는 사실이 오히려 더 충격이었습니다. 이 글에서는 제가 공부하면서 직접 부딪혔던 혼란과 그 과정에서 정리된 개념들을 풀어보려 합니다.관측 가능한 우주, 처음엔 숫자 자체가 이해가 안 됐습니다우주를 공부할 때 처음 만나는 개념이 관측 가능한 우주(Observable Universe)입니다. 여기서 관측 가능한 우주란 빅뱅 이후 지금까지 빛이 우리에게 실제로 도달할 수 있었던 공간적 범위를 의미합니다. 쉽게 말해 우리가 원론적으..