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천문학

허블 상수에 대하여 알아보기

by $%@#%@%$(* 2021. 1. 29.
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허블 상수는 우주의 특정 지점에서 다른 거리에서 우주가 얼마나 빠르게 팽창 하는지를 나타내는 단위입니다. 그것은 우주의 진화 에 대한 우리의 이해의 핵심 요소 중 하나 이며 연구자들은 그 진정한 가치에 대한 논쟁에 빠져 있습니다. 허블 상수는 미국 천문학 자 에드윈 허이 1920 년대에 처음 계산했습니다. 나사에 따르면 그는 흐릿하고 구름과 같은 천체가 우리 은하계 외부에있는 먼 은하라는 것을 발견했습니다. 앞서 미국의 천문학 자 헨리에타 리빗은 광도가 정기적으로 오르락 내리락하는 세 페이드 변광성이라고 불리는 특별한 별 들이 변이 기간과 본질적인 밝기 사이에 밀접한 상관 관계를 가지고 있음을 보여주었습니다. 세 페이드가 진정으로 얼마나 밝고 지구에서 보았을 때 그 빛이 얼마나 어둡게 나타나는지 알기 때문에 허블은 세 페이드의 거리를 도출 할 수있었습니다. 허블이 발견 한 것은 놀랍습니다. 우주의 모든 은하들은 우리 행성에서 멀어지는 것처럼 보였습니다.

더욱이 은하가 멀수록 더 빨리 멀어졌습니다. 허블이 1929 년에 만든이 관측은 허블의 법칙의 기초가되었으며, 설명자는 설명자에 따르면 우주에있는 물체가 우리로부터 떨어져있는 거리와 후퇴하는 속도 사이에 관계가 있다고 말합니다. 그런데 지구 는 우주의 중심에있는 특권적인 지점에 있지 않습니다. 우주의 어느 곳에서든 관찰자는 천체가 거리에 따라 증가하는 속도로 멀어지는 것을 볼 수 있습니다. 그러나 허블이 얼마나 떨어져 있었는지 정확히는 논쟁의 문제로 남아 있습니다. 1990 년대에 천문학 자들은 먼 초신성 이 이전에 예상했던 것보다 더 어둡고 따라서 멀리 떨어져 있음을 발견했습니다 . 이 발견은 우주가 팽창 할뿐만 아니라 팽창을 가속화하고 있음을 나타냅니다. 그 결과 , 우주에있는 모든 것을 밀어내는 신비한 힘인 암흑 에너지 를 우주 에 대한 우주 학자의 모델에 추가해야했습니다. 연구자들은 우주가 어떻게 시작되고 진화 했는지, 그리고 그 궁극적 인 운명이 어떻게 될 것인지를 알아 내기 위해 우주 가속의 속도를 찾아 내려고했습니다. 세 페이드 변수 및 기타 천체 물리학 자료에서 얻은 데이터 는 2016 년에 허블 상수를 백만 광년 당 50,400mph로 계산 했습니다. 그러나 유럽 우주국의 플랑크 위성 정보를 사용하여 대체 번호가 도출되었습니다. 우주선은 우주의 기본 매개 변수에 대한 데이터가 포함 된 빅뱅의 에코인 우주에다가 마이크로파 배경을 측정하는 데 지난 10 년을 보냈습니다. 플랑크는 2018 년에 허블 상수가 백만 광년 당 46,200mph임을 발견했습니다. 두 값은 크게 다르지 않을 수 있습니다. 그러나 각각은 매우 정확하며 오차 막대 사이에 겹침이 없습니다. 세 페이드 추정이 틀렸다면 허블 시대 이후로 천문학 자들의 거리 측정 값이 모두 틀렸다는 뜻입니다.

 

두 번째 추정이 틀리면 새롭고 이국적인 물리학이 물리학 자들의 우주 모델에 도입되어야합니다. 지금까지 수치를 결정한 과학자 팀은 주요 측정 실수를 기꺼이 인정하지 않았습니다. 2019 년 7월 천문학 자들은 새로운 기술을 사용하여 새로운 허블 상수를 계산했습니다. 허블상수는 우주의 나이와 크기를 결정하는 중요한 물리량이이다. 그러나 정확한 상수 값을 구한다는 것은 쉬운 일이 아니다. 허블상수는 상수라 부르지만 시간의 함수이므로 현재의 값은 H0로 표시하여 H와 구분한다. 허블상수를 구할 수 있는 근거리의 범위에서 H0=v/r이다. r은 어떤 천체까지의 거리이며 v는 그 천체가 위치한 곳에서의 팽창속도이다. 팽창속도는 천체의 적색이동에 의해 결정되지만 우리 은하의 고유 운동과 대상 천체의 고유 운동에 의해 오차가 발생할 수 있다. 어떤 천체의 거리를 결정하기 위하여 이 천체의 실시등급을 다른 방법으로 거리가 비교적 잘 알려져 있는 천체들 중에서 이 천체와 성격이 비슷한 천체를 골라 그들의 실시등급과 비교하는 방법을 채택한다. 그래서 비교에 쓰일 천체를 결정하는 일이 매우 중요하며 발생하는 오차가 커서 팽창 속도를 구하는 것보다 어렵다. 우주의 나이를 추산하는 다른 방법은 천체들 중에서 가장 오래된 것을 찾는 것이 있다. 은하들에서 가장 나이가 많은 별은 구상 성단들에서 발견된다. H-R도 위에서 모형의 계산과 관측을 비교하여 별의 나이를 알아낸다. 오늘날 구상 성단에 가장 좋은 모형 연구에 의하면 구상 성단의 나이가 최소한 150억 년 정도는 된다고 한다. 최초의 별들이 만들어진 것이 우주의 팽창이 시작된 지 약 10억 년 이후라고 이론적으로 알려져 있다. 이 사실들로부터 우주의 나이는 160억 년으로 생각할 수 있다. 이 값은 허블 상수 값에서 예상되는 나이와 모순이다. 이 모순은 수치를 얻기까지 여러 가지가 잘못으로부터 생길 수 있다. 허블 상수를 결정하기 위한 관측의 불확실성, 오래된 별들의 나이를 계산하는데 쓰이는 모형 자체의 오차가 원인일 수 있다. 또는 아인슈타인의 우주상수가 결국 영이 아닐 수 있다.

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