Olbers의 파라독스와 어두운 밤하늘
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작성자 타라곤 댓글 0건 조회 1,123회 작성일 12-06-14 23:06
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맨눈을 가지고 관측할 수 있는 또다른 사실은 밤하늘은 어둡다는 것이다. 만약 우주가 무한하고 영속적이고 움직이 않는다면 하늘은 언제나 낮처럼 불타고 있어야 할 것이다. Heinrich Olbers(1758--1849) 에 의해 사람들이 이 문제에 관심을 가지기 시작했다. 그러나 처음으로 이 문제를 제기한 사람은 Thomas Diggers라는 사람이었다. 그는 1576년에 이 문제를 제기 했고, 케플러가 1610년에 그 문제에 대해서 말했으며 Edmund Halley와 Jean Philippe de Cheseaux가 1720년대에 그것에 대해 이야기 했다. 그런데 Olbers가 이 문제를 명확히 정리해서 말했기 때문에 이 파라독스에 그의 이름이 붙은 것이다. 이 파라독스를 Olbers의 파라독스라고 한다.
만약 우주에 별들이 균일하게 분포해 있다면 어떠한 방향으로 쳐다 보던지 별이 보이게 될 것이다. 물론 지금에 와서야 알게 되었지만 눈에 보이게 될 것은 대부분 별들이 뭉쳐 있는 은하이겠지만 은하들이 균일하게 분포해 있다라고 생각한다면 그래도 파라독스는 여전히 남아 있다. 어떠한 방향으로 쳐다 보던지 은하가 보일 것이다.
우리에게서 거리가 멀어질수록 별의 밝기는 거리의 역제곱에 반비례해서 감소한다. 그런데 거리가 멀어질수록 우리로부터 같은 거리만큼 떨어져 있는 구각안의 별의 갯수는 거리의 제곱에 비례해서 늘어난다. 따라서 그 구각으로 부터 우리에게 오는 별의 밝기는 다른 구각의 그것과 같다. 그런데 무한한 우주에서는 그러한 구각이 무한히 많이 있으므로 우리에게 오는 빛은 무한하게 많아지게 된다!
별에서 우리에게 오는 사이에 방해물 같은 것이 있어서 별빛을 차단한다고 하더라도 그 방해물은 결국 가열되어서 별빛으로 흡수한 에너지를 그대로 방출하게 될 것이다. 따라서 "방해물"이라는 것도 결국 이 파라독스를 없애주지 못한다. 물론 별들 자체가 점이 아니라 크기를 가지므로 더 멀리있는 별의 "방해물"이 될 수 있다. The total brightness of the universe will not be infinite, but only as bright as the surface of a star(!). /* fixme:무슨 말이죠? 그러면 이 파라독스가 별 자체를 방해물로 설정하므로써 풀렸다는 이야기인가요? 아니면 글의 해석상으로 보면 우주의 총 밝기는 무한대가 될 수 없으나 우주의 총밝기가 별 하나의 표면만큼의 밝기 밖에 안되니까 말이 안된다는 뜻인가요? 그렇게 해석하면 문맥상 어울리기는 하지만 어떻게 별이 방해물로 작용한다고 해서 우주 전체의 밝기가 별하나의 밝기가 될 수가 있죠? 제가 계산해 본바에 의하면 별 자체를 완벽한 방해물(뒤에서 온 빛을 다시 방출하지 않는)로 취급하면 파라독스가 풀리던데요.. */ 이 Olbers의 파라독스를 현대적으로 바꾸고 싶다면 "별"이라는 단어 대신에 "은하"로 바꾸면 된다. 이런 파라독스를 푸는 방법은 그 파라독스의 가정을 잘 살펴보고 그 가정이 맞는 것인지를 정하는 것이다.
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