우주 팽창 이론 (빅뱅 이론) - 조르주 르메트르, 에드윈 허블

지난 포스팅에서는 지구의 공전과 봄 여름 가을 겨울 4계절 (클릭)에 대해서 포스팅을 했는데요, 이번에는 지구를 벗어나 우주로 이야기 주제를 옮겨볼까 합니다. 이번 포스팅에서는 우주 팽창 이론 (빅뱅 이론) - 조르주 르메트르, 에드윈 허블에 대한 내용을 알려드리도록 하겠습니다.

우주 팽창 이론 (빅뱅 이론)

미국 드라마 제목으로 유명한 빅뱅이론은 사실 얼마 되지 않은 이론입니다. 

'빅뱅'이라는 단어도 빅뱅 이론을 주장하고 증명을 했던 사람들이 쓴 단어도 아니었습니다. '팽창 우주론'을 반대했던 영국의 한 천문학자가 쓴 용어였습니다. 앞서 언급했지만 초기 '빅뱅 이론'은 '팽창 우주론'으로 불리었습니다. 

우주 팽창 이론 (빅뱅 이론)은 1927년에 최초로 등장했습니다.

1927년 벨기에의 가톨릭 사제인 조르주 르메트르가 최초로 '팽창하는 우주'에 관한 논문을 발표합니다. 당시 유명세를 떨치고 있던 아인슈타인조차도 이를 부정하기도 했습니다. 

조르주 르메트르는 당시 논문에서 팽창하는 우주와 은하들이 멀어지고 있다고 주장을 했는데요, 실제 이를 증명한 것은 너무나도 유명한 에드윈 허블이었습니다. 

여담이지만 지구 대기권 밖 우주에 떠다니고 있는 유명한 허블 우주 망원경이 바로 이 분의 이름을 따서 지은 것입니다. 

◈ 관련콘텐츠

• 박테리아(세균)과 바이러스 차이점

• 지구 공전과 봄 여름 가을 겨울

에드윈 허블 - 허블법칙

에드윈 허블은 1929년에 다수의 성운을 관찰하면서 적색 편이를 발견하였으며 이를 이용해서 허블의 법칙을 발표하게 됩니다. 

허블의 법칙은 은하간 거리에 비례해서 천체들의 후퇴하는 속도가 증가한다는 것이었습니다. 여기서 키 포인트는 바로 적색편이입니다. 

적색편이는 도플러 효과에서 나오는 용어인데요, 반대되는 현상은 청색편이입니다. 쉽게 설명드리면, 가까워지는 물체의 파장은 청색 스펙트럼을 나타내고, 멀어지는 물체는 적색 스펙트럼을 나타낸다는 효과입니다.

• 적색편이, 청색편이

이 현상은 소리에서도 관찰할 수가 있는데요, 구급차나 기차 소리가 멀리서 들릴 때, 내 옆을 지나칠 때, 나를 지나쳐 멀어질 때 각각 다릅니다. 소리도 파장이므로 이 도플러 효과가 나타나는 것입니다.

에드윈 허블은 우주의 성운들을 관찰하면서 적색 편이를 발견하게 되고, 현재 우주는 서로 멀어지고 있다는 '팽창 우주론'의 근거를 제시하게 됩니다. 

팽창하는 우주의 현상이 실제 관찰이 되면서 과학자들의 생각은 그 반대를 생각하게 됩니다. 최초 우주가 팽창한다는 이론을 펼쳤던 조르주 르메트르도 주장을 했던 초기 특이점입니다. 

우주의 시작과 끝

초기 특이점이란 우주가 팽창한다면 그 시작은 어디인가?에서 그 물음이 시작됩니다. 현재도 많은 과학자들이 이 주제에 평생을 바치면서 연구를 하고 있습니다. 

또한 이와는 반대로 팽창 우주론의 끝은 무엇인지를 연구하는 과학자들도 많습니다. 현재는 스스로 수축하여 붕괴한다는 이론과 팽창을 계속하여 끝없는 공간으로 넓어져 원자들조차도 모두 떨어져 버릴 것이라는 이론이 맞서고 있습니다. 

정확한 출처는 기억나지 않지만, 과거 어느 시점에 이런 이야기를 들은 적이 있습니다.

"우주 천문학자는 궁극적으로 철학자가 된다."

당시에 저 말이 정말 와 닿았었습니다. 우주 천문에 대하여 잘 알지도 모르는 저 조차도, 빅뱅이론을 접하면서 그럼 그 시작은 어디이며, 어떻게 시작되었는가? 에 대해서 궁금했었으니까요. 

우주가 생겨난 것은 어떤 이유일까요? 신이 존재하는 것일까요? 우리가 모르는 존재가 있는 것일까요? 생각하면 할수록 철학에 가까워지는 질문만 생겨납니다.

창백한 푸른 점 - 지구

지구는 우주의 크기에 비하면 먼지보다도 작습니다.

아래 사진은 유명한 천문학자 칼 세이건의 요청으로 보이저호를 이용해 우주 멀리서 지구를 찍은 것입니다. (출처: 퍼블릭 도메인, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=245432)

그는 코스모스라는 다큐멘터리에 출연하면서 전 세계 많은 사람들에게 경종을 울리는 메시지를 남겼습니다. 

우주에서 바라보면 정말 보잘것없는 '창백한 푸른 점'에 지나지 않는 지구에서 많은 사람들이 전쟁과 살육, 욕심을 부리며 살아왔음에 부끄러워해야 한다는 메시지였습니다. 

우주적 관점에서 지구는 점 하나에 불과합니다. 그런 조그마한 곳에서 우리들은 서로 욕하고, 싸우며, 아등바등 지내고 있습니다. 멀리서 보면 웃긴 일이 아닐 수 없습니다. 

아주 찰나의 시간을 살아가는 인간입니다. 욕심을 내려놓고 서로 도우면서 살아가기에도 정말 짧은 시간이 아닐 수 없습니다. 많은 것은 생각하게 하는 사진입니다. 

빅뱅 이론을 간략히 설명드리면서 결국 글 중간에 썼던 철학적인 이야기로 마무리를 하게 되었습니다. 오늘 하루도 바쁘게 살아오신 당신에게 수고했다는 말씀을 전해드리면서 우주 팽창 이론 (빅뱅 이론) - 조르주 르메트르, 에드윈 허블 포스팅을 마칠까 합니다.