우주의 끝은 어떠할까?

안녕하세요 정보를 알려드리는 다올입니다.

문득 현재 인류의 기술로 정확히 측정 불가능한 광대한 우주의 끝이 어떠할까 생각해봤습니다. 그리고 그곳엔 무엇이 있을지 궁금해 했죠. 이에대해 알아보겠습니다.

출처 : SDSS의 삼차원 우주도 (구글이미지) 

우리는 살아오며 '끝 없는 우주"라는 문장을 어디선가 들어보셨을 것입니다. 하지만 끝이 없는 우주란 말은 막연한 느낌이 강하죠. 도대체 우주는 얼마나 넓으며, 원래부터 끝이 없었던 것일까요?

결론부터 말하자면 우주는 무한에 가까운 유한 이라고 말할 수 있습니다. 이러한 의문에 대한 답을 제시할 수 있는 것은 '빅뱅' 때문이죠.

지금으로 부터 약 137억 년 전, 상상을 초월하는 고온과 고밀도의 에너지 덩어리가 대폭발을 일으켰습니다. 폭발 직후 우주는 막대한 에너지로 인해 광속을 넘는 속도로 급격히 팽창하기 시작했죠. 그 힘은 지금까지도 영향을 미치며 우주는 계속 팽창하고 있습니다. 이것이 널리 알려진 '빅뱅 우주론' 입니다.

바로 이 폭발의 끝이 '우주의 끝'이라고 말할 수 있는 것이죠. 현재의 빅뱅 우주론이 맞다면 우주의 끝은 어딘가에 반드시 존재하겠죠. 그러나 현재의 관측 기술로는 그 끝을 보는 것이 불가능 합니다.

하지만 인류의 관측 기술이 계속 발전되어 오며 우주의 끝으로 차츰차츰 다가가고 있습니다. 관측된 가장 멀리 떨어진 천체는 지구에서 약 134억 광년 떨어져 있는 은하인 'GN-z11' 인데요. 이 은하는 빅뱅이 발생한지 불과 3~4억년 후에 만들어진 가장 오래된 원시 은하죠.(2019년 7월) 지구에서 134억 광년 떨어진 이 은하는 우주의 극 초창기에 만들어진 은하로 생각되고 있습니다. 그래서 우리 은하의 1/25 밖에 되지 않을 정도로 아주 작습니다. 정말 우주가 빛과 비슷한 속도로 팽창되고 있다면 이 운하는 거의 우주의 끝에 있다고 봐도 문제가 없겠죠. 

그러나 과학자들은 우주의 크기가 적어도 930억 광년 정도 될 것이라 추정하고 있으며, 이는 지구에서 관측 가능한 우주 전체의 크기를 말하며, 이를 허블의 법칙에 대입해 보면 우주의 팽창 속도는 빛보다 빠르다고 할 수 있습니다. 

*허블의 법칙 : 먼 곳의 은하일수록 빠른 속도로 우리 은하계로부터 후퇴하고 있다는 설

그런데 우리가 우주의 넓이를 측정할 수 있는 유일한 수단은 바로 '빛' 입니다. 이 빛의 속도가 초속 30만km라는 유한한 속도를 가지고 있는 이상, 우리는 빛의 속도를 넘어가는 곳에 있는 물질을 볼 수 없게 되죠. 

다만, 관측할 수 있는 범위 내라면, 우주의 넓이를 1개의 원형 지도로 간단하게 표시할 수 있을 것입니다. 메인 사진을 장식한 이 지도는 우리가 알고 있는 태양계를 중심으로 그려져 있습니다. 참고로 이 SDSS 삼차원 우주도는 우리의 이해를 쉽게 하기 위해 중심의 태양계가 주변의 은하보다 더 크게 그려져있다는 것을 아셔야 합니다. 

이 지도에 대해서는 먼저 태양계 주위에 있는 고리는 오르트 구름이라고 불리는 혜성들의 구름이며, 그 바깥에는 여러가지 은하들이 위치해 있으며, 더 바깥쪽에는 보이드라 불리는 거대한 빈 공간들도 위치해 있습니다. 더 바깥쪽으로 나가보면 퀘이사와 우주 초기 방사선, 그리고 빅뱅 시대의 흔적인 우주 배경 복사의 고리 등이 있고, 마지막에는 우주의 끝이 묘사 되어 있습니다. 우주 바깥의 저 검은 부분은 무엇인지 아직 아무도 모릅니다.

실제의 우주는 이러한 지도로 표현할 수 없을 정도로 매우 광대할 것입니다. 아마도 인류의 관측 기술이 아무리 발전하더라도 우주의 끝을 알기는 어려울거라 생각 됩니다. 

"우주는 시간적으로는 유한하지만 공간적으로는 무한하다."

도움이 되셨길 바랍니다.

출처 : https://youtu.be/saCaAo9p7x8