[과학] 대폭발(빅뱅이론-증거1) 올베르스의 역설, 어두운 밤하늘, 궁금한 알쓸 신잡 지구 우주 이야기-4

올베르스의 역설 - 밤은 왜 어두운가? 

 

이 질문을 처음 본 사람의 관점에서, 나는 "무엇에 대해 이야기 하고 있습니까?" 자명 한 사실에 대해 의문을 갖는 것이 놀라운 일이 아니라는 것을 아무도 부인 할 수없다. olbers' paradox 세대의 지식인들이 믿고 있는 우주의 기본 원리는 어두운 밤하늘이며 누구나 쉽게 볼 수 있다는 사실을 간단한 논리 흐름을 통해 모순을 증명했다. 이건은 olbers' paradox라고 불려온다. 

 

모든 천체(보다 정확하게는 모든 물체) 사이에 중력이 작용한다는 사실이 명백해지며, 이 경우 자연 천체가 중력에 의해 서로 어떻게 끌어 당겨지는가? 뉴턴이 제시한 가설은 우주가 무한대이고, 마찬가지로 무한한 별들이 우주 공간에 균등하게 퍼지고 이들 사이의 중력이 평형 상태라는 것이다.

 

그러나 이 가설은 19세기 독일 천문학자(Olberssches paradoxon 1758-1840) 가 제기한 문제에 의해 흔들렸다. 우주가 무한히 넓고 가시 광선을 방출하는 별들이 우주 전체에 고르게 퍼져있다면(=천체의 밀도가 우주 전체에 일정 하다는 가정) 논리적 추론의 가장자리는 태양의 표면 만이 밝아야 한다. 

직선이 지구의 특정 방향으로 지구에서 무한대로 뻗어 있다고 가정 해보자. 별의 부피로 인해 무한 우주로 연장되는 직선은 언젠가 별의 표면에 닿을 것이다. 다시말해 우주가 어떤 방향으로 보더라도 항상 시야를 넘어서는 별들이 있다. 그 후 우리가 보는 밤하늘 전체가 별 표면으로 덮여 있다. 그러므로 지구에서 본 밤하늘 전체가 다른 표면에서만 밝게 빛나면 안된다. 그러한 상황에서 밤에는 낮게 세지 않으면 별에 태양이 보이지 않을 것이고, 충분한 시간이 지나면 복사 평형으로 인해 지구 표면도 별이 될 것 이다. 같은 온도에 도달하여 밝고 밝아진다. 수학적으로 말하면 별이 멀수록 지구에 도달하는 빛이 거리의 제곱에 반비례하여 감소하지만, 다른 숫자는 구의 면적, 즉 거리 다시말해, 외부 공간이 지구 주위에 일정한 두께를 가진 가상의 구체로 나뉘어 질 때, 각 구체에서 지구에 도달하는 모든 빛은 일정하다. 그러나 우주는 무한히 큰 가족이었기 때문에 이 구체는 무한히 많으므로 지구에 도달하는 별의 총 개수는 무한히 강해야 한다. 그러나 실제로 지구에 도달하는 빛의 양은 무한한 수의 별이 퍼지는 우주이지만 무한히 되지 않는다. 근처의 별들은 별 자체의 부피 때문에 그들 뒤에 있는 별들의 빛을 분류하기 때문이다. 물로 ㄴ그 역설은 그 후에 해결되지 않을 것이다.

그러나 우리가 관찰 한 밤하늘은 어둡다. 물론 밤하늘에는 실제로 우리가 보는 것보다 훨씬 더 ㅁ낳은 별이 있다. 별 사이의 빈 공간에 아무것도 없는 것처럼 보이지만 고성능 망원경으로 관측하면 이미지에 수많은 은하가 나타나는 것을 볼 수 있다. 대표적인 예는 유명한 허블 우주 망원경으로 촬영한 울트라 딥 필드이다. 그러나 사진에서 볼 수 있듯이 별이나 은하가 존재하지 않는 하늘의 하늘이 명확하게 관찰된다. 결국 이 문제는 100년이 넘는 천문학 자들이 우주 역설이라는 이름으로 괴롭혔다. 

 

그는 Olbers 역설을 완전히 해결하기 위해 이전에 인간의 생각을 지배했던 우주의 기본 아이디어를 뒤집 었다. 이것은 Olbers역설이 다음 세 가족이 사실이라는 가정을 바탕으로 구축되었기 때문이다.

 

1. 우주는 무한하다

2. 우주는 영원하다

3. 우주는 정적이다(즉,팽창되거나 수축되지않는다)

 

아인슈타인이 영원한 우주를 고수하기 위해 우주 상수에 들어가야한다면, 당시 이 사람들이 이 아이디어가 어떻게 사람들의 마음에 뿌리를 두고 있었는지 알 수 있다. 

 

결국 에디슨 파월 허블(Edwin Powell Hubble 18889-1953)은 우주 팽창에 대한 해결책을 찾아야했고, 역설은 그 해결책을 보게 될 것이다. 우주 자체가 계속 확장하고 자라면, 일정 거리에 있는 은하에서 나오는 빛은 영원히 확대 될 것이며, 우주와 우리 사이의 공간은 빛의 속도보다 빠르게 확장된다. 지구에 도달하지 않았다. 현대 우주론에서 이 경계선은 우주 론적 지평선이라고 불린다.

또한 별이 멀수록 멀수록 멀어지고, 빨간색이 클수록 빛의 파장이 길어지고 빛이 지구에 도달하는 에너지가 줄어 든다. 따라서 외계 공간이 지구 주위의 특정 두께를 가진 가상의 구체로 나뉘어도 멀리 떨어진 구체에 도달하는 빛의 에너지는 근처 구체의 에너지보다 약하므로, 궤도 역설은 잡고 있지 않는다. 

나중에 빅뱅 우주론이 나타나고 확립 된 이론에 의해 받아 들여졌으며, 두 번째 고향 인 우주조차도 파괴되었다. 우주의 나이는 유한하며 과거 우주의 모양은 현재 우주의 모양과 분명히 다르다. 다시말해 거리는 태어날 때 우주의 모습을 볼 수 있게 하며, 그 너머에서도 별이 아직 태어나지 않은 어두운 시대에 우주의 모습을 볼 수 있다.