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밤이 흑백으로만 보이는 이유는 무엇일까?

밤하늘은 왜 깜깜할까? 우문과 같은 질문에 대다수의 사람들은 ‘그야 태양이 없으니 까’ 라고 쉽게 대답할 것이다.하지만 잘 따져보자. 밤하늘 별 들은 전부 다 태양처럼 스스로 빛을 내는 항성들이다. 그리고 우주가 무한히 넓다면 이런 별들도 무한히 많을 것이고 이로 인 해 밤하늘은 바늘 꼿을 틈도 없이 별들로 꽉 차서 빛나고 있어 야 말이 된다. 만약 중간 중간에 암흑성운처럼 거대한 먼지구름들이 가로막고 있다면 별빛이 좀 줄어 들지 않을까? 하지만 이 경우에도 먼지 구름이 그 뒤편의 별빛을 모두 받으면, 그 복사에너지 때문에 뜨거워져 스스로 빛을 내게 된다. 여기서는 복잡한 계산을 생략하지만, 위의 가정대로 우주가 무 한히 넓고 또 별들 역시 무한히 많다면, 밤하늘은 태양보다 15 만 배나 더 밝아야 정상이다. 만일 그렇다면 지구는 너무 뜨거 워서 인간은 물론 어떤 생명체도 생존할 수 없다. 다시 처음으로 돌아가서 과연 밤하늘은 왜 깜깜할까? 그 답은 바로 우주가 팽창하고 있기 때문이다. 밤하늘 관측되 는 별이나 은하의 별빛을 스펙트럼 분석해 보면 ‘적색편이 (Red Shift)’라는 현상이 나타나는 것을 볼 수 있다. (‘적색 편이’는 스펙트럼 색상의 특정한 이동을 의미하는 말인데 관측 자에서 멀어지는 물체에게서 특징적으로 나타난다. 지구에서 관 측하는 모든 외계 천체들의 스펙트럼에는 적색편이가 관측되고 있다.) 또한 더 놀라운 사실은 지금까지 관측된 우주의 모든 천체들로 부터 이러한 ‘적색편이’ 현상이 나타난다는 점이다. 즉 우주 의 모든 별들이 지구로부터 멀어지고 있다 라는 이야기다. 이로 인해 밤하늘이 검게 보이는 것인데 다시 정리하자면 별이 지구로부터 계속 멀어지기 때문에 별빛의 세기는 점점 약해져 희미하게 보이거나 소멸하는 경우가 생긴다. 또한 멀리 있는 별일수록 멀어져 가는 속도는 빛의 속도에 가깝 기 때문에 별빛이 지구에 도달하지 못하는 경우도 생기게 되고 별과 별사이의 거리도 멀어짐에 따라 빛이 없는 공간도 더 커 져 결국 우리가 밤에 보듯이 검은 공간이 생기게 되는 것이다.
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