우주의 이해

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빅뱅으로 태어난 우주라는 공간이 있다. 빅뱅이란, 빅(big)-큰, 뱅(bang)-폭발, 합쳐서 큰 폭발이라는 뜻이다. 1920년대 A.프리드만과 A.G.르메트르가 제안하였으며, 40년대 G.가모에 의하여 현재의 대폭발론으로 체계화된 이론으로, 멀리 떨어진 은하일수록 우리 은하계로부터 빠른 속도로 멀어지고 있다는 사실과 우주배경복사에 근거를 두고 있다. 미국의 H.허블이라는 과학자는 외부은하의 스펙트럼에 나타난 적색편이로부터 외부은하들이 우리 은하계로부터 빠른 속도로 후퇴하고, 후퇴속도는 외부은하까지의 거리에 비례한다는 사실을 밝혔다. 그리고 그 후퇴 속도는 거리가 100만 pc(파섹) 증가할 때마다 은하의 후퇴속도가 50 ~ 100 km/s씩 증가하는 것을 알아냈다. 여기서 파섹이란 천문학 단위로, 연주시차가 1¨(초)인 별의 거리를 1파섹이라고 한다. 그럼, 연주시차란? 별들은 가만히 있는데, 지구가 움직여서 생기는 착시 현상과 같은 것이다. 지구에서 보이는 한 개의 별을 별A라고 해보자. 지구가 6개월이 지나, 다시 이 별을 바라본다면, 분명히 별은 움직이지 않았으나, 지구가 움직여 별의 위치가 달라져 보이는 만큼, 바로 이것을 연주시차라고 한다. 이 연주시차를 통해 별과 별 사이의 거리를 측정할 수도 있고, 지구와 어느 별까지의 거리도 측정할 수 있다. 그런데, 한가지 제약은 100pc(파섹)이하의 별까지의 거리만 연주시차의 방법으로 구할 수 있다.
이하, 우주의 공간은 반지름이 약 150억 광년 정도 되는, 어마어마한 크기를 가진다. 그러면 우주의 크기는 어떻게 알 수 있을까? 이 해답은 여러 가지가 있겠지만, 그 중 한가지는 퀘이사를 통해 알아 낼 수 있다. 퀘이사란, 지구에서 가장 멀리 떨어진 천체를 말하는데, 이 천체는 강한 X선을 방출하고 있다. 퀘이사의 존재를 밝히려면, 이 X선 방출량을 조사해서 알아내면 된다. 그래서 가장 멀리 있는 천체인 이 퀘이사의 거리를 측정하면, 우주의 크기를 알 수 있게 된다. 그런데 여기서, X선 방출량으로 측정할 수 있는 것이 또 한가지 있는데, 그것은 신비의 검은 홀, 바로 블랙홀이다. 블랙홀도 X선을 방출하므로, X선망원경으로 관측하면, 블랙홀의 존재를 알 수 있다.

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