우주는 얼마나 오래 됐을까?

인류는 오랫동안 우주의 나이를 알아내려고 노력했습니다. 놀랍게도 19세기 말까지도 대부분의 사람들은 지구의 나이가 수천만 년 내지 수억 년 정도일 것으로 생각하고 있었습니다. 그러나 방사성동위원소를 이용한 현대적인 연대 측정 방법으로 측정한 결과, 지구의 나이가 45억 4000만 년이라 하는 것이 밝혀졌습니다.

우주는 얼마나 오래 됐을까?

1. 아인슈타인의 실수

20세기 초까지 우주의 나이에 대해 가장 널리 받아들여진 생각은 우주가 영원하다는 것이었습니다. 우주는 영원한 과거부터 존재했으기 때문에 나이를 따진다는 것이 적절하지 않다는 것이었습니다. 1915년에 아인슈타인은 일방 상대성이론을 발표하며, 이를 이용해서 정적인 우주 모델을 만들었습니다. 몇 년 후 러시아의 알렉산드르 프리드만 Alexander Friedmann과 벨기에의 신부 조르주 르메트르 Georges Lemaitre를 비롯한 여러 과학자들 이아인 슈타인이 만든 우주 모델의 오류를 지적하면서 우주는 팽창한 경우 혹은 수축하고 있어야 한다고 주장했습니다. 1929년에는 미국의 천문학자 에드윈 허블 Edwin Hubble 1889~1953이 우주가 팽창하고 있다는 것을 밝혀냈습니다. 우주가 팽창하고 있으면 과거의 우주는 오늘날의 우주보다 작았어야 합니다. 이로 인해 갑자기 우주의 기원과 우주의 나이에 대한 문제가 다시 사람들의 관심을 끌게 되었습니다.

허블은 은하에 대한 관측을 통해 허블 상수라고 부르는 상수의 값을알아냈다(96쪽 참조). 단위를 적절하게 선택한 다음 허블 상수의 역수를 계산하게 되면 우주의 나이를 구할 수 있습니다. 허블이 맨 처음 얻은 답은 20억 년이었습니다. 하지만 그것은 옳은 값일 수가 없었습니다. 이것이 우주의 나이라면 지구의 나이가 그보다 작아야 하기 때문입니다. 처음으로 정확한 허블 상수를 측정한 사람은 1950년대에 활동했던 미국 천문학자 앨런 샌디지 lan Sandage였습니다. 그 후 새로운 세대 망원경들이 더 정확한 허블 상수를 알아내 우주 나이도 점점 더 정확히 알 수 있게 되었습니다. 유럽우주국에서 플랑크 망원경을 이용해서 알아낸 최신 결과에 의하면, 우주의 나이는 137억 9800만 년입니다. WMAP(Wilkinson Microwave AnisotropyProbe)를 이용해서 측정한 이전 값은 137억 년이었습니다.

2. 에드윈 허블

미국 미주리의 마시필드에서 태어난 에드윈 파월 허블은 천문학의 역사에서 가장 중요한 사람 중 한 가지다. 1990년대에 우주영 상의 질을 혁명적으로 발전시킨 우주 망원경은 그의 이름을 따서 허블 망원경이라 부르고 있습니다.

고등학교와 대학에서 탁월한 스포츠 선수로 활동한 허블은 육상에서 여러 개의 금메달을 받았고, 시카고 대학 농구팀 주장으로 활약하기도 했습니다. 그는 법률가가 되겠다는 아버지와의 약속을 지키기 위해 로즈 장학금을 받고 3년 동안 영국 옥스퍼드에서 법률을 공부하기도 했습니다. 그는 아버지가 세상을 떠나자 전공을 천문학으로 바꿔 비교적 늦은 나이인 스물여덟 살에 박사 학위를 받았습니다.

허블이 윌슨 산 천문대에 도착한 것은 당시로서는 세계에서 가장 큰 후커 망원경 설치가 거의 마무리되어가던 시기였습니다. 그는 이 망원경을 이용해서 우리 은하 밖에 또한 다른 은하가 있다는 것을 증명했고, 멀리 있는 은하일수록 더 빨리 멀어지고 있다는 것을 발견했습니다. 따라서 그는 처음으로 우주가 유한한 나이를 갖고 있다는 것을 알아냈습니다.

파동함수 그리고 우주

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