나무의 나이는 그 나이테를 보면 알 수 있다.
화석으로 남은 오래 전 생물체의 나이는 탄소 동위원소를 측정하면 알 수 있다.
그러면 우주의 나이는 어떤 방법으로 알아낼 수 있을까.
허블 우주망원경은 우주를 살펴보는 대표적인 관측 장비다.
허블 망원경으로 본 우주에는 도대체 무엇이 있을까.
재미있는 우주 이야기를 알아보자.
◆우주의 나이
19세기 말에 이르러 사진,망원경,방사능 물질 등에 대한 지식이 쌓여가면서 우리가 보는 밤하늘의 수많은 별이 실제로는 우리 태양계 밖에 있다는 사실과 빛의 속도가 무한히 빠른 것이 아니라는 게 밝혀졌다.
이런 사실들을 토대로 과학자들은 처음으로 우주의 나이가 적어도 1000만년은 넘을 것이라는 계산을 해냈다.
우주의 나이가 실제 과학적 관심사로 떠오른 것은 1920년대 들어 허블이라는 미국 천문학자에 의해 '우주는 정지된 상태로 존재하는 것이 아니며 팽창하고 있다'는 놀라운 사실이 발견된 뒤부터였다.
이전까지 우주는 영원히 변하지 않은 상태 그대로 존재하고 있다는 것이 많은 과학자들의 생각이었다.
허블은 다른 은하계에서 온 빛과 실험실의 빛을 비교한 결과 빛의 파장에 차이가 나는 것을 발견했다.
이를 과학적으로 해석하면 그 외부 은하계가 우리 은하계와 점점 멀어지고 있다는 것을 의미한다.
허블은 다른 은하계가 우리 은하계로부터 멀어져 가는 속도는 은하 사이의 거리에 비례한다는 것을 알아냈다.
이 비례상수가 바로 유명한 '허블 팽창계수'다.
이런 현상은 고무 풍선에 그려 놓은 두 점이 풍선의 팽창과 함께 서로 멀어지는 것을 생각하면 쉽게 이해된다.
풍선을 우주로,두 점을 각각 은하계라고 하면 우주의 팽창으로 은하계들이 점점 멀어지게 되는 것이다.
따라서 풍선의 팽창 속도를 알면 풍선이 현재의 크기에 도달할 때까지의 시간을 대략적으로 알 수 있다.
마찬가지 방법으로 우주 대폭발(빅뱅) 후 현재까지의 시간도 대략 계산할 수 있다.
허블의 이론을 토대로 우주의 나이를 계산하면 200억년 정도 된다.
현대의 빅뱅 이론에 따르면 우주 진화 과정은 아인슈타인의 중력 방정식으로 설명될 수 있다.
이 이론에서 우주의 나이는 허블의 팽창계수와 현재 우주의 물질밀도만 알면 결정된다.
이를 바탕으로 계산된 우주 나이는 150억년 정도다.
그러나 최근 다양한 방법의 연구 결과 우주 나이는 약 130억년이 되는 것으로 추산되고 있다.
◆허블 우주망원경으로 본 우주
1990년 우주왕복선 디스커버리호에 실려 우주로 쏘아올려진 허블 우주망원경은 지상으로부터 610km 상공의 대기권 밖에서 우주를 관측한다.
96분에 한 번씩 지구를 돌고 있으며 2008년께면 수명을 다할 것으로 예상되고 있다.
허블 우주망원경은 다양한 우주 천체를 관측했다.
그 결과 우주가 팽창하고 있을 뿐 아니라 팽창 속도가 계속 빨라지고 있다는 사실 등 많은 과학적 성과가 나왔다.
이 망원경으로 우주를 보면 우리가 지상에서 보는 것과 아주 다르다.
허블 우주망원경으로 본 하늘에는 어두운 은하가 가득하다.
우리가 지상에서 맨눈으로 보면 별과 별 사이에 아무 것도 없지만 허블 망원경으로 찍은 사진에는 별과 별 사이에 어두운 은하가 수없이 많다.
이 은하들은 대부분 푸른 빛을 띠고 있다.
또 은하에 자리잡고 있는 신비한 천체인 퀘이사도 보인다.
퀘이사는 지상에서 관측할 때 별처럼 보이기 때문에 준성으로 불린다.
허블 망원경으로 찍은 사진에는 퀘이사가 자리잡고 있는 어두운 은하의 모습이 상세하게 나타난다.
퀘이사가 다른 작은 은하를 잡아먹고 있는 장면도 보인다.
이런 퀘이사의 중심에는 아주 무거운 블랙홀이 자리잡고 있다.
장원락 한국경제신문 과학기술부 기자 wrjang@hankyung.com
화석으로 남은 오래 전 생물체의 나이는 탄소 동위원소를 측정하면 알 수 있다.
그러면 우주의 나이는 어떤 방법으로 알아낼 수 있을까.
허블 우주망원경은 우주를 살펴보는 대표적인 관측 장비다.
허블 망원경으로 본 우주에는 도대체 무엇이 있을까.
재미있는 우주 이야기를 알아보자.
◆우주의 나이
19세기 말에 이르러 사진,망원경,방사능 물질 등에 대한 지식이 쌓여가면서 우리가 보는 밤하늘의 수많은 별이 실제로는 우리 태양계 밖에 있다는 사실과 빛의 속도가 무한히 빠른 것이 아니라는 게 밝혀졌다.
이런 사실들을 토대로 과학자들은 처음으로 우주의 나이가 적어도 1000만년은 넘을 것이라는 계산을 해냈다.
우주의 나이가 실제 과학적 관심사로 떠오른 것은 1920년대 들어 허블이라는 미국 천문학자에 의해 '우주는 정지된 상태로 존재하는 것이 아니며 팽창하고 있다'는 놀라운 사실이 발견된 뒤부터였다.
이전까지 우주는 영원히 변하지 않은 상태 그대로 존재하고 있다는 것이 많은 과학자들의 생각이었다.
허블은 다른 은하계에서 온 빛과 실험실의 빛을 비교한 결과 빛의 파장에 차이가 나는 것을 발견했다.
이를 과학적으로 해석하면 그 외부 은하계가 우리 은하계와 점점 멀어지고 있다는 것을 의미한다.
허블은 다른 은하계가 우리 은하계로부터 멀어져 가는 속도는 은하 사이의 거리에 비례한다는 것을 알아냈다.
이 비례상수가 바로 유명한 '허블 팽창계수'다.
이런 현상은 고무 풍선에 그려 놓은 두 점이 풍선의 팽창과 함께 서로 멀어지는 것을 생각하면 쉽게 이해된다.
풍선을 우주로,두 점을 각각 은하계라고 하면 우주의 팽창으로 은하계들이 점점 멀어지게 되는 것이다.
따라서 풍선의 팽창 속도를 알면 풍선이 현재의 크기에 도달할 때까지의 시간을 대략적으로 알 수 있다.
마찬가지 방법으로 우주 대폭발(빅뱅) 후 현재까지의 시간도 대략 계산할 수 있다.
허블의 이론을 토대로 우주의 나이를 계산하면 200억년 정도 된다.
현대의 빅뱅 이론에 따르면 우주 진화 과정은 아인슈타인의 중력 방정식으로 설명될 수 있다.
이 이론에서 우주의 나이는 허블의 팽창계수와 현재 우주의 물질밀도만 알면 결정된다.
이를 바탕으로 계산된 우주 나이는 150억년 정도다.
그러나 최근 다양한 방법의 연구 결과 우주 나이는 약 130억년이 되는 것으로 추산되고 있다.
◆허블 우주망원경으로 본 우주
1990년 우주왕복선 디스커버리호에 실려 우주로 쏘아올려진 허블 우주망원경은 지상으로부터 610km 상공의 대기권 밖에서 우주를 관측한다.
96분에 한 번씩 지구를 돌고 있으며 2008년께면 수명을 다할 것으로 예상되고 있다.
허블 우주망원경은 다양한 우주 천체를 관측했다.
그 결과 우주가 팽창하고 있을 뿐 아니라 팽창 속도가 계속 빨라지고 있다는 사실 등 많은 과학적 성과가 나왔다.
이 망원경으로 우주를 보면 우리가 지상에서 보는 것과 아주 다르다.
허블 우주망원경으로 본 하늘에는 어두운 은하가 가득하다.
우리가 지상에서 맨눈으로 보면 별과 별 사이에 아무 것도 없지만 허블 망원경으로 찍은 사진에는 별과 별 사이에 어두운 은하가 수없이 많다.
이 은하들은 대부분 푸른 빛을 띠고 있다.
또 은하에 자리잡고 있는 신비한 천체인 퀘이사도 보인다.
퀘이사는 지상에서 관측할 때 별처럼 보이기 때문에 준성으로 불린다.
허블 망원경으로 찍은 사진에는 퀘이사가 자리잡고 있는 어두운 은하의 모습이 상세하게 나타난다.
퀘이사가 다른 작은 은하를 잡아먹고 있는 장면도 보인다.
이런 퀘이사의 중심에는 아주 무거운 블랙홀이 자리잡고 있다.
장원락 한국경제신문 과학기술부 기자 wrjang@hankyung.com
