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천체물리/우주론
Q.밤하늘은 왜 어두운가요?(올버스 패러독스)
2010-02-23
A.1826년 올버스는 정적이고 무한대인 뉴턴의 우주이론을 파괴할 물리적 현상을 알게 되었는데 우리 우주가 무한대이고 정적이며, 별들이 균일한 분포로 채워져 있음을 가정하였습니다. 그 다음에 밤하늘이 적어도 태양의 표면만큼 밝아야 할 것임을 증명하였습니다. 그런데 밤하늘이 어두운 것은 분명하므로 우리는 올버스패러독스에 부딪치게 됩니다. 그 증명은 다음과 같습니다.
(1) 별들의 무한대 우주 속에서 우리가 어느 방향을 바라보더라도, 우리의 시선은 어느 별의 표면을 반드시 부딪치고 말 것입니다. (2) 비록 성간 공간이 별빛을 흡수하는 성간 물질로 채워져 있기 때문에 우리가 어느 한정된 거리 이상을 볼 수 없다 하더라도, 티끌자체가 별들의 표면온도로 가열되어(열 평형을 이루어) 그 결과 밤하늘도 그 만큼 밝아 질 수 있습니다. 결론적으로 이와 같은 올버스패러독스에 대한 명확한 해결책은 우주 팽창이론입니다. 차차 멀어져 가는 은하로부터 오는 빛은 도플러효과에 의해 차차 더 낮은 에너지, 다시 말해 낮은 세기로 이동되기 때문입니다.
(1) 별들의 무한대 우주 속에서 우리가 어느 방향을 바라보더라도, 우리의 시선은 어느 별의 표면을 반드시 부딪치고 말 것입니다. (2) 비록 성간 공간이 별빛을 흡수하는 성간 물질로 채워져 있기 때문에 우리가 어느 한정된 거리 이상을 볼 수 없다 하더라도, 티끌자체가 별들의 표면온도로 가열되어(열 평형을 이루어) 그 결과 밤하늘도 그 만큼 밝아 질 수 있습니다. 결론적으로 이와 같은 올버스패러독스에 대한 명확한 해결책은 우주 팽창이론입니다. 차차 멀어져 가는 은하로부터 오는 빛은 도플러효과에 의해 차차 더 낮은 에너지, 다시 말해 낮은 세기로 이동되기 때문입니다.