우주의 크기(Observable Universe)

우주(Universe)의 크기

우주의크기

인류가 측정할 수 있는 우주(Observable Universe)의 크기는 대략적으로 지구를 중심으로 반경 465억 광년이므로 총 930억 광년입니다.

관측의 조건 중 하나는 지구로부터 보낸 파장 등의 신호가 이론적으로 현재 지구에 닿을 수 있다는 뜻이며 관측 가능한 우주의 범위는 관측의 기준인 중심으로부터 구 모양의 우주로 형성됩니다. 만약 우주 어딘가에 외계인이 살고 있다면 그들의 입장에서도 역시 그들 기준의 원형 형태로 비슷한 크기로 관측이 가능한 우주가 만들어질 것입니다. 관측 가능한 우주의 경계면에 해당하는 부분은 빅뱅 직후의 우주의 형태를 보이고 있으며 그곳에 외계인이 존재하더라도 우리는 138억 년 전 모습만을 볼 수 있게 될 것입니다. 그들 입장에서도 138억 년 전 우리의 모습을 똑같이 바라보게 될 것입니다. 이러한 공식은 우주 어디에서도 물리적 관점은 일치할 수밖에 없기 때문에 추측이 가능합니다.

우주의 크기를 정확하게 관측하는 것은 사실상 불가능에 가깝습니다. 심지어 우주의 크기가 유한한 지, 무한한지 조차 알 수 있는 방법이 없으며 단지 우리가 측정할 수 있는 한계가 465억 광년이기 때문에 총 930억 광년의 구 형태일 것이다라고 추측할 뿐입니다. 결론은 우주가 엄청나게 크고 우리가 상상할 수 없을 정도로 엄청나다고 추측할 수 있습니다.

현시점에서 우리가 관측 추측할 수 있는 가장 멀리서 온 빛이 138억 년 전 출발하였다는 빛이고 그 빛이 우리에게 도달한 138억 광년 동안에도 우주는 계속 팽창해왔다고 판단됩니다. 그리고 그 빛이 출발한 지점과 지구 사이의 거리는 138억 광년보다 훨씬 큰 465억 광년으로 계산됩니다. 

이러한 계산으로 빛이 실제로 여행한 거리 광행 거리(light distance)와 동행 거리(comoving distance)를 정하게 되었는데 광행 거리 같은 경우 빛이 실제로 여행한 거리이며 동행 거리의 경우 465억 광년을 표기한 방식입니다. 우주 배경 복사에 나타나는 광자 불이 시기의 빛은 적색 편이 값이 약 z=1091364로 측정 가능한데 이 측정기준은 WMAP과 다른 자료들을 종합하였을 때 측정된 값입니다. 우주 배경 복사는 우주 배경 복사 빛의 위치가 465억 광년의 위치에 있을 때인 빅뱅 이후 약 38만 년이 지난 시점에 우주의 크기를 약 4,200만 광년으로 추산하는 것입니다. 이 지점을 입자 지평선(particle horizon), 우주 빛 지평선(cosmic light horizon), 우주론적 지평선(cosmol ogical horizon)이라 부르는데 현대에서 말하는 물질이 생성되었기 때문에 이렇게 부를 수 있는 것입니다.

광행 거리(138억 광년)는 우리가 측정할 수 있는 거리 즉 우주의 한계 지점으로부터 지구에 도달한 빛을 기준으로 여행한 거리를 측정한 것이며, 동행 거리(465억 광년)는 지구를 기준으로 관측되는 우주 초기의 우주 배경 복사가 현재 시점을 기준으로 어디까지 팽창했을지를 유추하여 측정한 기록입니다.

그러나 광행 거리의 경우 실제로 특정 거리의 두 지점 사이의 공간적 수치를 확인한 내용이 없기 때문에 사용을 자제하자는 학자들의 의견도 많이 있습니다.