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빅뱅과 우주의 팽창
통합과학1 · 물질과 규칙성 — 우주의 모든 은하는 우리에게서 멀어지고 있고, 멀리 있는 은하일수록 더 빠르게 멀어진다. 이 관계(허블 법칙)가 곧 «우주가 팽창한다»는 증거다.
아래는 «풍선 우주» 모형이다. 풍선 표면에 붙은 점(은하)들은 제자리에 있지만, 풍선이 부풀면 모든 점 사이의 거리가 함께 늘어난다. 어느 점에서 보든 «다른 점들이 나에게서 멀어지는» 것처럼 보인다 — 우주에 중심은 없다.
팽창률(허블 상수 H) 슬라이더를 올리면 우주가 빨라지고, 재생을 누르면 시간이 흐른다. 기준 은하를 바꿔도 그래프(거리 vs 후퇴 속도)는 항상 원점을 지나는 직선이라는 걸 확인해 보자.
오른쪽 아래 그래프: 각 은하의 «거리 d»(가로)와 «멀어지는 속도 v»(세로). 점들이 직선을 이룬다.
1929년 에드윈 허블은 멀리 있는 은하일수록 스펙트럼이 더 많이 붉은색 쪽으로 치우친다(적색편이)는 것을 발견했다. 적색편이가 클수록 빠르게 멀어진다는 뜻이고, 그 속도가 거리에 정비례했다.
| 관측 사실 | 의미 |
|---|---|
| 거의 모든 은하의 빛이 적색편이 | 은하들이 우리에게서 멀어지고 있다 |
| 먼 은하일수록 적색편이가 큼 | v ∝ d — 우주 전체가 균일하게 팽창 |
| 시간을 거꾸로 돌리면 한 점 | 약 138억 년 전 «빅뱅»에서 시작 |