우주가 어둡게 보이는 이유 (우주의 팽창)




 

밤하늘이 어둡게 보이는 이유는?

밤이 되면 어둡습니다.
이는 당연한 듯 보이지만 조금만 생각하면 어딘가 이상한 점을 발견하게 됩니다.
만약 밤하늘의 별들이 빼곡하게 있다면 우주는 밝아야 하지 않을까요?
광활한 우주에서 무한에 가까운 별이 있다면 이 빛으로 인해 밤하늘은 당연히 밝아야 합니다.
그런데 밤하늘은 왜 어두워 보일까요?

Olberssches Paradoxon

밤하늘을 가득 채운 별 빛 (출처: https://ko.wikipedia.org/wiki/올베르스의_역설)

1823년 독일의 천문학자인 하인리히 올베르스는 우주가 어두운 것에 의문을 제시한 사람입니다. 그 당시 대부분의 학자들은 우주가 팽창하지도 수축하지도 않는 정적인 우주 모델을 믿고 있었습니다.

밤하늘이 어두운 이유는 우주가 팽창하기 때문입니다.

우주가 팽창하고 있다는 주장은 조르주 르메트르가 1927년에 처음으로 주장하였습니다. 그리고 2년 후 미국의 에드윈 파월 허블이 발표한 논문을 바탕으로 널리 알려지게 되었습니다.
최근 관측 결과, 대부분의 은하들은 우리 은하로부터 멀어지고 있습니다. 그리고 은하가 지구로부터 멀리 있을수록 더 빠른 속도로 멀어지고 있습니다.(가속 팽창)

별이 관측자로부터 멀어질 때는 별빛의 파장이 원래보다 길어져 별빛의 스펙트럼이 붉은색 쪽으로 치우쳐서 나타납니다. 이러한 현상을 적색 편이라고 합니다.
아주 먼 은하는 적색 편이가 심하기 때문에 가시광 빛의 파장이 적외선 영역으로 바뀌어 버립니다. 이렇게 되면 이 은하는 우리 눈에 보이지 않게 됩니다. 이것이 우주가 어두운 이유입니다.