인간은 우주에서 얼마나 멀리 볼 수 있을까?

인간은 우주에서 얼마나 멀리 볼 수 있을까?

우주는 놀랍도록 큽니다. 관측 가능한 우주의 지름은 약 930억 광년으로 추정됩니다. 우리는 더 멀리 떨어져 있는 물체를 볼 수 있지만 일반적으로 수천 광년 떨어진 곳만 볼 수 있습니다. 맨눈으로 볼 수 있는 가장 먼 물체는 250만 광년 떨어져 있는 안드로메다 은하이지만 빛 공해가 거의 없거나 전혀 없는 경우에만 볼 수 있습니다. 더 멀리 보려면 망원경에 의존해야 합니다. 가장 강력한 망원경으로 얼마나 멀리 볼 수 있을까요?

우주의 크기

우리가 볼 수 있는 가장 먼 거리를 설명하기 전에 우주가 얼마나 큰지를 이해하는 것이 중요합니다. 앞서 언급했듯이 관측 가능한 우주의 지름은 약 930억 광년으로 추산됩니다. 그러나 이 숫자는 모순처럼 보입니다. 우주 자체의 나이가 겨우 138억 년밖에 되지 않았기 때문입니다. 빛이 우리 눈에 도달할 충분한 시간 없이 어떻게 138억 광년 이상을 볼 수 있습니까? 우주는 팽창하고 빛의 속도는 유한하기 때문에 우리는 사물을 있는 그대로가 아니라 있는 그대로 봅니다. 예를 들어, 10억 광년 떨어진 은하는 우주의 팽창으로 인해 더 멀리 떨어져 있습니다. 우리는 10억 년 전에 우리은하를 보았지만 그 이후로 우리은하는 먼 거리를 여행했습니다. 천문학자들이 우주의 팽창을 설명할 때, 우주의 크기는 930억 광년으로 추산됩니다. 일을 단순화하기 위해, 거리에 대해 생각하는 더 좋은 방법은 우리가 볼 수 있는 시간을 확인하는 것입니다. 즉, 우리는 빅뱅에 얼마나 가까울까요?

허블과 웹

2021년 제임스 웹 우주 망원경이 발사될 때까지 허블 우주 망원경은 우주에서 가장 먼 가시 거리에 대한 기록을 보유하고 있습니다. 허블은 지구의 일부 관측소보다 작지만 우주에 있다는 사실은 우리가 우주를 더 자세히 볼 수 있게 해주며 어떤 형태의 대기 왜곡도 처리할 필요가 없습니다. 더 이상 가장 강력한 망원경은 아니지만 허블은 빅뱅으로부터 불과 5억 년 거리에 있기 때문에 여전히 우주를 볼 수 있습니다. JWST는 이제 가장 강력한 망원경이 되었으며 빅뱅 후 2억 년 후에 우주를 최초로 본 것입니다. 이것은 JWST가 허블 우주 망원경보다 3억년 더 많은 우주 역사를 포함할 수 있음을 의미합니다. JWST는 빅뱅 이후에 형성된 최초의 은하 중 일부를 연구할 수 있습니다.

우주 전자 레인지 배경 복사

우리가 볼 수 있는 가장 먼 물리적 거리는 우주 마이크로파 배경 복사(CMBR)입니다. CMBR은 우주가 탄생하고 남은 방사선이기 때문에 빅뱅의 메아리로 생각할 수 있습니다. CMBR 자체는 우주가 빛에 투명해지는 순간을 나타내기 때문에 인간이 볼 수 있는 가장 먼 거리입니다. CMBR 이전에는 빛이 존재했지만 가스와 먼지는 너무 밀도가 높아 빛이 우주로 빠져나갈 수 없었습니다. CMBR은 빅뱅 이후 380,000년 만에 형성되었으므로 우리는 최초의 별이 형성되기 전의 우주를 보고 있습니다.