우주 공간은 왜 검게 보일까? 우주가 검은색인 이유

우주가 검은색인 이유

밤하늘을 올려다보거나 사진을 통해 우주의 이미지를 감상할 때 우리는 똑같은 것을 보게 됩니다. 그것은 밝은 별, 행성 또는 우주선이 간간이 나타나는 더러워지고 심연의 암흑 같은 우주입니다. 지구의 사람들은 오랫동안 "우주의 공간은 왜 까맣게 보일까?"라는 궁금증을 품어왔습니다. 놀랍게도 과학자들은 "그것은 빛의 부족과 거의 관련이 없다"라고 답했습니다. 캘리포니아 대학교 산타 크루즈에서 천문학 및 천체 물리학을 전공한 대학원생 텐리 허친슨-스미스는 "우리 은하계에는 수십억 개의 별이 있고, 우주에는 수십억 개의 은하계가 있으며, 행성과 같이 빛을 반사하는 다른 물체가 있기 때문에 우리는 밤하늘을 올려다보며, 매우 밝을 것을 기대한다"라며 입을 열었습니다. 이어 그는 "하지만 실제로는 정말 어둡다"라고 덧붙였습니다.

 

허친슨-스미스는 물리학과 천문학계에서 올베르스의 역설로 알려진 이 모순이 시공간 팽창 이론으로 설명될 수 있다고 말했습니다. 은하계는 늘어나기 때문에 인간의 눈으로는 감지할 수 없는 적외선, 마이크로파, 전파로 변할 수 있습니다. 또한 이것은 감지할 수 없기 때문에 육안으로는 어두운 검은색으로 보입니다. 산타크루즈 대학교의 천문학 및 천체 물리학 대학원생인 미란다 에이펠도 허친슨-스미스의 의견에 동의했습니다. 에이펠은 "별은 모든 색상의 빛을 발산한다. 자외선이나 적외선처럼 인간의 눈에 보이지 않는 색상도 마찬가지"라고 설명했습니다. 에이펠은 "전자레인지를 볼 수 있다면 우주 전체가 빛날 것"이라고 부연했습니다. 이는 우주 마이크로파 배경이 여전히 모든 공간을 채우고 있기 때문입니다. 우주 마이크로파 배경이란 초기 우주에 존재했던 양성자와 전자에 의해 산란된 빅뱅의 빛 에너지입니다.

 

지구의 하늘이 파란색인 이유

성간 및 행성 간의 공간이 어둡게 보이는 또 다른 이유는 우주가 거의 완벽한 진공 상태이기 때문입니다. 질소와 산소를 포함하여 대기를 구성하는 가시광선 분자는 태양으로부터 나옵니다. 가시광선의 구성 요소인 파란색과 보라색 파장은 우리 눈을 포함하여 모든 방향으로 산란되고 이 때문에 지구의 하늘은 파랗게 보입니다. 그러나 물질이 없으면 빛은 광원에서 수신기까지 직선으로 이동합니다. 우주는 입자가 극히 적어 거의 완벽한 진공 상태이기 때문에 별과 행성 사이 공간에 우리 눈에 빛을 산란시키는 물질이 거의 없습니다. 눈에 빛이 닿지 않으면 그것은 검게 보입니다.

 

하지만 지난 2021년 연구에 따르면 우주는 과학자들이 원래 생각했던 것만큼 검은색이 아닐 수도 있습니다. 과학자들은 명왕성과 카이퍼 벨트에 대한 나사의 뉴 호라이즌스 임무를 통해 지구나 태양의 빛 간섭 없이 우주를 볼 수 있었습니다. 우주선이 촬영한 이미지를 선별한 연구팀은 알려진 별과 은하수를 비롯해 은하에서 나오는 가능한 모든 빛은 물론 카메라 문제로 인해 누출되었을 수 있는 모든 빛을 뺐습니다. 이들은 이를 통해 우주의 배경 빛이 여전히 예상보다 두 배나 밝다는 것을 알아냈습니다. 아직 알려지지 않은 추가적인 이유는 향후 연구의 초점이 될 것이란 전망입니다. 연구자들은 "그때까지는 한 가지 가능성이 있는 것 같다"라면서 "우주는 칠흑같이 어두운 것보다 숯에 더 가깝다는 것"이라 덧붙였습니다.