우리가 우주에 대해 아는 것
우리는 우주에 대해 얼마나 알고 있나요? 사실 우리가 원하는 만큼은 아닙니다. 별 관찰 앱을 열 때마다 그곳에서 찾을 수 있는 다양한 물체의 수에 아마 놀랄 것입니다. 하지만 모든 행성, 별, 기타 눈에 보이는 물체가 우주에 있는 것의 5% 미만을 나타낸다고 말하면 어떻게 될까요?
내용
우주는 광대하고 신비로 가득합니다. 비록 과학이 정말 멀리까지 발전했음에도 불구하고, 그들 중 많은 것들은 아직 해결되지 않았습니다. 이 시점에서 알려진 것을 요약해 보겠습니다.
우주란 무엇입니까?
우주는 공기가 전혀 없는 거의 완벽한 진공입니다. 그것은 비어있지 않습니다: 그것은 많은 형태의 방사선뿐만 아니라 가스, 먼지, 그리고 빈 공간 주변에 떠다니는 다른 물질들을 포함합니다.
지구에서, 우리는 우리의 행성으로부터 어느 방향으로든 465억 광년 이내에 있는 행성, 별, 그리고 은하를 관찰할 수 있습니다. 이 우주의 영역은 관측 가능한 우주라고 불립니다. 우주의 추정 나이는 114억 년에서 138억 년 사이입니다.
우주는 어디서 시작합니까?
지구와 결합된 우리의 관점에서 볼 때, 우주는 지구와 우주를 분리하는 경계 밖에 있는 모든 것입니다. 정확히 외부 우주가 어디서 시작되는지에 대한 다른 정의가 있습니다. 가장 널리 사용되는 경계는 카르만의 선으로, 평균 해수면에서 100km 위에 위치합니다. 이 표시부터 공기가 너무 얇아져서 일반 항공기가 날 수 없습니다.
우주 지역
외부 우주는 여러 지역으로 나눌 수 있습니다. 이들은 그들 내에서 우세한 자기장과 "바람"에 의해 결정됩니다.
- 지구 궤도 주변의 외부 우주를 지구 궤도 주변 우주라고 합니다. 이는 지구 상층 대기와 지구 자기장의 최외곽 지역 사이에 위치합니다.
- 태양계 내부의 외부 우주를 행성간 우주라고 합니다. 이는 태양풍에 의해 정의되며, 태양과 그 행성들을 둘러싸는 거대한 "버블"인 헬리오스페어를 형성합니다. 헬리오파우즈(헬리오스페어의 최외곽)에서, 이는 성간 우주로 이어집니다.
- 성간 우주는 은하계 내 별계간 물리적 공간입니다. 이는 가스와 먼지로 이루어진 성간 매질(ISM)로 채워져 있습니다.
- 은하간 우주는 은하 간 물리적 공간입니다. 이는 일반적으로 먼지와 파편이 없기 때문에 거의 진공에 가깝습니다.
우주는 어떤 물질로 이루어져 있을까요?
과학자들은 우주가 세 가지 유형의 물질로 이루어져 있다고 생각합니다: 보통 물질, 어두운 물질, 그리고 어두운 에너지입니다.
보통 물질
보통 물질은 양성자, 중성자, 전자로 이루어진 물질로서, 우리가 볼 수 있는 모든 물체를 구성합니다. 별, 행성, 나무, 동물, 인간 등 모든 것이 보통 물질로 만들어져 있습니다. 우주에서 보통 물질의 비율은 예상보다 매우 작은데, 전체 우주에서 5% 이하입니다.
어두운 물질
어두운 물질은 빛과 에너지를 방출하거나 흡수하지 않아서 완전히 보이지 않습니다. 과학자들은 이것이 WIMP(약한 상호작용 대폭입자), 중성이온, 그리고 뉴트리노와 같은 비바리온성 물질로 이루어져 있다고 가정합니다. 어두운 물질은 직접적으로 관측할 수 없지만, 보통 물질에 대한 중력 영향력 때문에 존재한다고 가정합니다. 예를 들어, 나선 은하를 조사해보면, 보이는 것보다 더 많은 질량을 포함하고 있음을 알 수 있습니다. 어두운 물질이 없다면, 은하는 분리되어 날아갈 것이며, 보통 물질의 중력만으로는 모든 입자를 함께 끌어당기는 데 충분하지 않기 때문입니다. 어두운 물질은 전체 우주에서 약 27%를 차지합니다.
어두운 에너지
어두운 에너지는 중력을 밀어내는 가상의 형태의 에너지입니다. 중력은 물체들을 서로 당기지만, 어두운 에너지는 그것을 밀어냅니다. 우주가 단순히 팽창하는 것이 아니라, 팽창 속도가 증가하는 이유를 설명하기 위해 과학자들이 제안한 개념입니다. 현재까지 과학자들은 어두운 에너지의 본질과 기원을 정의하지 못했습니다. 여기서 "어두운"은 어두운 물질과는 달리, "알려지지 않은"을 의미합니다. 어두운 에너지는 전체 우주에서 약 68%를 차지합니다.
우주에 5개의 이국적 물체
과학자들이 우주의 심연으로 더 깊게 파고들수록, 그들은 더 이상한 물체와 장소를 발견합니다. 이곳에서는 우주에서 가장 놀라운 기록 보유자 중 일부를 소개합니다.
우주에서 가장 차가운 물체
우주에서 찾아낸 가장 차가운 장소는 부머랑 성운입니다. 이것은 센타우루스자리에서 지구로부터 약 5,000 광년 떨어진 곳에 위치해 있습니다. 그 안쪽의 온도는 -272℃로, 절대영도에서 1도 낮은 수치입니다.
우주에서 가장 뜨거운 장소
처녀자리의 퀘이사 3C 273은 우주에서 가장 뜨거운 지역 중 하나입니다. 여기의 온도는 20조~40조℃까지 변합니다. 3C 273은 최초로 발견된 퀘이사 중 하나이며 지구에서 가장 밝은 퀘이사입니다(등급은 12.9입니다).
우주에서 가장 오래된 별
메투셀라(HD 140283, HIP 76976)는 160억년이 되어 우주에서 가장 오래된 별입니다. 이는 우주보다도 [더 오래된 것]입니다 (과학자들은 이것이 어떻게 가능한지 아직 알아내고 있습니다). 이 별은 라이브라자리에 위치하며, 망원경으로 관측할 수 있습니다(등급은 7.2입니다).
우주에서 가장 큰 물체
헤라클레스-북반구 큰 벽 또는 그냥 큰 벽은 관측 가능한 우주에서 알려진 가장 큰 구조물입니다. 이것은 100억 광년 크기이며 수십억 개의 은하를 포함할 수 있습니다. 이것은 헤라클레스와 코로나 보레알리스 방향에서 약 100억 광년 떨어진 곳에 위치합니다.
우주에서 가장 큰 물 저장고
우주에서 가장 큰 물 저장고는 지구의 모든 바다보다 140조 배 많은 양의 물을 담고 있는 수증기 구름입니다. 이것은 우리로부터 약 120억 광년 떨어진 라이언자리의 퀘이사 APM 08279+5255를 둘러싼 것입니다.
우주에서 가장 기이한 물체들의 목록은 무한할 수 있습니다: 다이아몬드로 이루어진 행성, 꼬리를 가진 유일한 태양계 행성 및 한 남자가 묻힌 천체도 포함될 수 있습니다. 이러한 우주 물체에 대해 우리의 기사에서 자세히 알아보세요.
F.A.Q.
우주는 얼마나 오래되었을까요?
두 가지 다른 측정을 기반으로 경쟁하는 두 가지 추정치가 있으며, 우주는 114억에서 138억 년 사이일 수 있습니다. 우주의 역사를 시각화하기 위해 지구 1년을 압축하여 우주 달력을 만들었습니다. 인포그래픽에서 확인해보세요.
우주는 어디에서 시작되나요?
우주는 지구 표면의 정해진 고도에서 시작되지 않습니다. 평균 해수면 상위 100km (62마일)에 위치한 카르만 선이라는 공식적으로 인정받은 경계가 있습니다.
우주의 크기는 어떻게 되나요?
우리가 볼 수 있고 측정할 수 있는 부분인 관측 가능한 우주의 크기는 지구에서 어느 방향으로도 약 465억 광년으로 추정됩니다. 만약 이를 지구를 둘러싸는 구로 상상한다면, 지름은 약 930억 광년입니다. 인포그래픽에서 관측 가능한 우주에서 우리의 위치를 찾아보세요.
우주의 온도는 어떻게 되나요?
우주의 기준 온도는 -270°C입니다. 그러나 몇몇 극단적인 지점에서는 최저 온도가 -272°C이며, 가장 뜨거운 곳에서는 20조에서 40조°C까지 다양합니다.
우주의 색깔은 무슨 색인가요?
우리는 우주가 검은색이라는 것을 경험상 알고 있습니다. 그러나 우주가 무한하고 수십억 개의 별을 포함하고 있다는 점을 고려한다면 밝은 흰색이어야 할 것 같지 않나요? 이 이상한 일은 올버의 역설로 알려져 있으며, 전용 기사에서 가능한 해결책을 확인해보세요.
왜 소리는 우주를 통과할 수 없나요?
소리는 공기나 물과 같은 매질이 전파되어야 하는 기계적 파동입니다. 공간은 진공 상태입니다. 공기가 없고 소리가 이동할 방법도 없습니다. 이것이 바로 공간이 일반적으로 침묵으로 간주되는 이유입니다.
우주는 완전히 조용합니까?
공간은 진공이지만 완전히 비어 있지는 않습니다. 플라즈마, 즉 하전 입자로 채워져 있습니다. 이러한 입자는 전기장과 자기장을 생성하거나 영향을 받을 수 있으므로 음파의 플라즈마와 동등한 자기음파를 전달할 수 있습니다. 음압 레벨은 약 -100dB입니다. 인간의 청력 역치는 약 +60dB이므로 매일 이러한 파동을 들을 수는 없지만 해당 목적에 맞게 설계된 장비를 사용하여 감지할 수 있습니다. 정지 위성. 이를 들으려면 녹음하고 들을 수 있는 트랙(이상하게 들리는 "우주 음악")으로 변환해야 합니다.
간략한 요약: 기억해야 할 기본 우주 사실
우주는 방사선과 물질 입자가 떠다니는 진공입니다. 우주의 추정 연령은 114억에서 138억 년입니다. 관측 가능한 우주의 크기는 지구에서 어느 방향으로도 약 465억 광년(직경으로는 930억 광년)으로 추정됩니다. 우주에 존재하는 모든 것은 일반 물질, 어두운 물질 및 어두운 에너지로 이루어져 있으며, 후자 두 물질의 성질과 기원에 대한 연구가 아직 진행 중입니다.
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