우주 팽창(Expansion of the universe)

1. 허블 법칙

허블 법칙은 우주 팽창을 설명하는 기본 원리 중 하나로, 에드윈 허블이 1929년에 발표한 이론이다. 이 법칙은 먼 은하들이 지구에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지에 따라 그들이 얼마나 빠르게 우리로부터 멀어져 가는지를 나타낸다. 즉, 우주에 있는 은하의 후퇴 속도는 그 은하까지의 거리와 직접적으로 비례한다는 것이다. 이 원리는 우주가 정적인 것이 아니라 동적인 특성을 가진다는 점을 강조한다. 허블은 망원경을 이용해 여러 은하들을 관측하면서 이들의 스펙트럼을 분석했다. 그는 대부분의 은하에서 적색편이(redshift) 현상을 발견했다. 적색편이는 은하가 지구로부터 멀어질 때 발생하는 현상으로, 빛의 파장이 늘어나면서 빨간색 쪽으로 이동한다. 허블은 이러한 적색편이가 은하의 후퇴 속도가 얼마나 되는지를 알려주는 중요한 지표임을 깨달았다. 그가 측정한 여러 은하의 거리와 속도를 비교 분석한 결과, 먼 은하일수록 후퇴 속도가 더 빠르다는 경향을 발견했다. 이 법칙은 수학적으로 표현할 수 있는데, 후퇴 속도는 거리와 비례한다는 관계를 나타내는 식은 V = H₀ × D이다. 여기서 V는 후퇴 속도, H₀는 허블 상수, D는 거…(생략)