우주의 크기, 우주는 얼마나 클까?

기술이 발전하면서 천문학자들은 빅뱅 직후의 시간을 돌아볼 수 있다. 이것은 전체 우주가 우리의 시야 안에 있다는 것을 암시하는 것처럼 보인다. 그러나 우주의 크기는 모양과 팽창을 포함한 많은 것들에 달려 있다. 우주는 얼마나 클까? 사실 과학자들은 숫자를 매길 수 없습니다.

관측 가능한 우주의 나이와 크기

2013년에 유럽 우주국의 플랭크 우주 임무는 우주에서 가장 오래된 빛의 지도 중 가장 정확하고 상세한 지도를 공개했다. 이 지도는 우주가 138억년 되었다는 것을 보여 주었다. 플랭크는 이 우주 배경을 연구해 우주의 나이를 계산했다.

"이 우주 배경 조명은 먼 곳에서 온 여행자입니다, 그것이 도착했을 때, 그것은 우리에게 우주의 전체 역사에 대해 말해 줍니다." 캘리포니아 패서디나에 있는 나사 제트 추진 연구소의 임무를 수행하는 미국 프로젝트 과학자 찰스 로렌스의 말이다.

 

거리와 빛의 속도 사이의 연관성 때문에, 이것은 과학자들이 138억광년 떨어져 있는 공간의 지역을 볼 수 있다는 것을 의미합니다. 빈 바다에 떠 있는 배처럼, 지구의 천문학자들은 망원경을 모든 방향에서 1,38 억광년 떨어져 있는 관측 가능한 구의 내부에 지구를 놓습니다. "관측할 수 있는 "이라는 단어가 중요하다. 구체는 과학자들이 볼 수 있는 것을 제한하지만 거기에 있는 것은 제한하지 않는다.

 

하지만 그 구체가 직경이 거의 280억광년 정도로 보이지만, 훨씬 더 크다. 과학자들은 우주가 팽창하고 있다는 것을 안다. 따라서, 과학자들이 빅뱅 당시 지구에서 138억광년 떨어져 있는 지점을 볼 수 있을지 모르지만, 우주는 일생 동안 계속해서 팽창해 왔다. 만약 팽창이 우주의 생애 전체에 걸쳐 일정한 비율로 일어난다면, 같은 지점은 오늘날 460억광년 떨어져 있어서 관찰 가능한 우주의 지름을 약 92억광년 정도로 만듭니다. 

 

지구가 우주에 있는 위치에 구의 중심을 맞추는 것은 인류를 우주의 중심에 두는 것처럼 보인다. 하지만, 바다에 있는 같은 배처럼, 우리는 우주의 거대한 범위에서 우리가 어디에 있는지 알 수 없다. 우리가 땅을 볼 수 없다고 해서 우리가 바다의 중심에 있다는 것을 의미하는 것은 아니다.

 

우주의 크기 얼마나 클까? 생각보다 훨씬 더 큰가?

과학자들은 셀 수 없이 다양한 방법으로 우주의 크기를 측정한다. 그들은 후레노식 음향 파동으로 알려진 초기 우주에서 온 파장을 측정할 수 있습니다. 그것은 우주 배경을 채웁니다. 또한 유형 1A초신성과 같은 표준 양초를 사용하여 거리를 측정할 수 있습니다. 그러나 거리를 측정하는 이러한 다양한 방법을 통해 답을 얻을 수 있습니다.

 

우주의 팽창이 어떻게 변하고 있는지 또한 미스테리이다. 92억광년의 추정치는 지속적인 팽창 비율의 아이디어에서 나온 것이지만, 많은 과학자들은 그 비율이 둔화되고 있다고 생각한다. 만약 우주가 팽창하는 동안 빛의 속도로 팽창한다면, 우주는 10^23, 즉 100분의 60초가 되어야 한다.

옥스포드 대학의 MihranVardanyan이 이끄는 과학자 팀은 하나의 측정 방법 대신에 모든 결과에 대한 통계적 분석을 했다. 베이지안 모델을 평균화함으로써, 모델 자체가 데이터에 얼마나 잘 맞는지 묻기보다는 데이터에 따라 모델이 정확해 질 가능성에 초점을 맞춥니다. 그들은 우주가 관측 가능한 우주보다 적어도 250배, 혹은 적어도 7조광년 이상 더 크다는 것을 발견했습니다.

2011년 이야기를 처음으로 발표한 MIT Technology Review에 따르면"그것은 크지만 실제로는 다른 많은 모델들에 더 큰 제약을 가했다"고 한다.

우주의 모양

우주의 크기는 우주의 모양에 크게 좌우된다. 과학자들은 우주가 구처럼 닫히고, 무한대가 되며, 안장처럼 부정적으로 구부러지거나, 평평하고 무한대가 될 가능성을 예측했다.

유한한 우주는 측정할 수 있는 유한한 크기를 가지고 있다. 이것은 폐쇄된 구형 우주의 경우이다. 하지만 무한한 우주는 본질적으로 크기가 없다.

나사에 따르면, 과학자들은 우주가 약 0.4퍼센트의 오차로 평평하다는 것을 알고 있다. 그리고 그것은 우주가 얼마나 큰지에 대한 우리의 이해를 바꿀 수 있습니다.

이것은 우주가 무한하다는 것을 암시합니다. 하지만 우주는 유한한 나이이기 때문에 우리는 한정된 양의 우주만을 관측할 수 있다.  우리가 진정으로 결론 내릴 수 있는 것은 우주가 우리가 직접 관측할 수 있는 크기보다 훨씬 더 크다는 것입니다.