우리가 보는 밤하늘이 어두운 이유

오늘은 밤하늘이 어두운 이유에 대해서 이야기 해보도록 하겠다.


왜 밤하늘은 어두운가? 라는 질문 자체가 뭔 소린지 싶겠지만 당연하다고 생각하는 저명한 사실에 의구심을 품어서 뛰어난 과학적 업적을 이뤄낸 과학자들이 많다는 걸 명심하도록

대충 써갈기는 글이니까 생략하거나 뭉뚱그린 개념도 있으므로 그냥 걸러걸러 볼 것

사실 글 제목이기도 한 이 질문은 단어 하나를 바꾸는 게 정확하다.

밤하늘이 왜 어두운가? 가 아니라 우주는 왜 어두운가?이기 때문이다.


지구의 낮이 밝은 이유는 햇빛이 대기에 산란되어서 푸르게 보이기 때문이니까 달처럼 대기가 없는 곳에서는 한낮에도 이렇게 어두운 하늘을 볼 수 있다.


그럼 우주는 도대체 왜 어두울까?

19세기 독일의 천문학자 하인리히 올베르스도 이와 같은 질문을 했다.

우주가 무한하고 영원하며 정적이라면 하늘의 어떤 방향을 바라보더라도 태양과 같이 우주를 밝히고 있는 빽빽한 별로 가득 채워져 있어야 한다.


이해를 돕기 위해 비유 하나를 해보자

네가 지금 매우 울창한 숲의 한 가운데에 있다고 가정하자


어느 방향을 보더라도 시선의 끝에는 나무가 있을 거다.

멀리 있는 나무이건 가깝게 있는 나무이건 거리에 상관없이 시선의 끝에는 항상 나무가 있어야 한다.


올베르스는 이와 마찬가지로

GIF

우주가 무한하면 별 또한 어느 방향으로건 무한할 것이고 지구에서 어느 방향을 관측하건 언젠가는 별에 닿을 것이기 때문에 하늘은 항상 수많은 태양들로 환하게 빛나고 있어야 하는데 어째서 우주가 어두운가? 하고 의문을 품은 것이다.


몇 가지 그럴싸한 가설이 나왔지만 결국 이 의문을 해결한 답은 하나도 나오지 않았음

당연하지 ㅋㅋ 그 때는 우주가 무한하고 정적이라고 생각하던 시절이니까


그러던 중 미국의 시인 에드거 엘런 포라는 사람이 그럴싸한 가설을 제시함

"아직 별빛이 우리한테 안 닿은 거 아냐?"


핵심을 정확히 짚은 가설이었지

하지만 이 가설도 반만 맞고 반은 틀린 가설이 되었는데


그렇다고 해도 우주가 정적이라면 결국 언젠가는 별빛들이 우리에게 닿을 것이고 그럼 우주가 점점 대낮처럼 밝아진다는 것임? 이라는 반박에 부딪히게 되기 때문이었는데


이때 이 전쟁을 끝내러 온 사람이 있었으니

담배를 좆간지나게 물고 있는 이 형님은 바로 허블 우주 망원경의 그 허블 에드윈 허블 슨상님 되시겠다 이거야.


허블은 우리 은하가 우주의 전부가 아니라 우리 은하 밖에도 수많은 외부 은하가 있다는 사실을 밝혀내 인류의 우주에 대한 생각을 송두리째 바꾼 인물이었음


우주가 팽창

사진은 도플러 효과라는 것인데

원리 다 각설하고 천체의 파장은 우리에게 다가올수록 파장이 짧아져 푸른 쪽으로 편향되고 반대로 멀어질수록 붉은 쪽을 띄게 된다. 이걸 각각 청색편이와 적색편이라고 해


근데 허블이 관측하는 천체마다 거의 모두 붉은 파장을 가지고 있었으며 멀리 있는 천체를 관측할수록 더 붉은 파장을 가지고 있는 것을 발견함


관측하는 족족 적색편이를 띄고 있고 멀리 있을수록 더 빨갱이라는 게 뭘 의미할까?

우주 자체가 팽창하고 있으며 멀리 있을수록 더 빠르게 팽창하고 있다는 것임.


우주가 정적인 게 아니고 팽창하고 있다?!

눈치빠른 사람들은 알아챘겠지만 이 역설에 대한 해답은 여기서 나오게 되었다.


우주가 팽창하기 때문에 지구로부터 빠르게 멀어져 지구에 닿지 못 했거나 영원히 닿을 수 없는 별빛들이 존재하는 거야


그 부분에서 출발해 우리에게 도달하는 빛은 없으니 우주는 암흑천지일 수 밖에 없었던 거지.

또 한 가지


허블 망원경처럼 우주의 먼 곳을 촬영하는 장비는 적외선 촬영 장비를 가지고 있는데 이것도 같은 원리다.


위에서 천체는 멀어질수록 적색편이 된다고 했었지?

때문에 너무 멀어서 파장이 가시광선에서 적외선 영역으로 넘어가버린 천체는 인간이 맨눈으로 볼 수 없다.


결국 올베르스의 역설은 허블이 우주 팽창을 발견하며 단박에 해결되었다.

마지막으로 내가 글재주가 병신이라 제대로 설명을 못 한 것도 있고 하니 이해가 존나 쉬운 유튜브 영상을 하나 링크하며 마무리 짓겠다. 한글자막 있다.



출처



에드가 엘런 포는 그냥 시인이 아니었음

월클 시인인 건 당연히 다들 알겠지만 아마추어 천문학자이기도 했던 것이다

그래서 저렇게 좀 칠 수 있었던 것임

싱글벙글

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