Transcript 1. 허블 법칙과 우주의 팽창

I. 우주의 기원과 진화
I-1. 우주의 기원
1. 허블 법칙과 우주의 팽창
I-1. 우주의 기원
1. 허블 법칙과 우주의 팽창
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허블 법칙을 통해 우주가 팽창함을 설명할 수 있다.
우주의 나이를 구하는 방법을 설명할 수 있다.
스펙트럼: 빛을 프리즘에 통과시켰을 때 나타나는 색깔의 띠
A. 백열등→연속 스펙트럼
B. 백열등 앞에 저온의 기체
가 있는 경우→흡수 스펙
트럼
C. 고온의 기체→선 스펙트
럼
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슬라이퍼의 외부 은하 스펙트럼 관측
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관측된 대부분의 은하에서 스펙트럼 흡수선이 붉은색 쪽으로 치우
친다는 사실을 발견 → 도플러 효과로 이 현상을 설명함
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도플러 효과: 파동을 발생하는 물체가 움직일 때 관측되는
파장이 변하는 현상
• 물체가 접근할 때 … 파장이 짧아짐 (소리가 높게 들림)
• 물체가 멀어질 때 … 파장이 길어짐 (소리가 높게 들림)
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빛의 도플러 효과: 광원이 접근할 때는 청색 편이가, 광원이
멀어질 때는 적색 편이가 나타난다.
★광원이 더 빠른 속력으로 멀어질수록 적색 편이량은 더 커짐.
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허블 법칙
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은하들의 스펙트럼 관측 결과 적색 편이는 멀리 있는 은하일수록
더 크다.
멀리 있는 은하일수록 더 빠른 속도로 우리 은하에서 멀어진다.
허블 법칙
:
V=H∙r
(은하의 후퇴 속도는 거리와 정비례한다.)
V = 은하의 후퇴 속도
H = 허블 상수
r = 은하까지의 거리
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허블 법칙과 우주의 팽창
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멀리 있는 은하일수록 우리 은하에서 더 빠르게 멀어진다.
우주는 팽창하고 있다.
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우주의 팽창 중심은 없다.
어떤 은하에서 관측하더라도 외부 은하는 관측자의 은하에
서 멀어진다.
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우주의 나이
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우주 팽창 속도가 일정하다고 가정할 때 어떤 은하가 현재의 멀어
지는 속도로 우리 은하와 현재의 거리까지 멀어지는데 걸린 시간
허블 법칙과 우주의 나이
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우리 은하에서 R 만큼 떨어진 곳에 있는 외부 은하가 V의 속도로
멀어지고 있다면 다음과 같은 식이 성립한다.
V=H∙R
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허블 상수의 역수는 우주의 나이이다.
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대폭발 우주론
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허블 법칙과 대폭발 우주론: 허블 법칙으로 확인된 우주의 팽창은 과거에
우주의 모든 물질과 에너지가 모여 있던 한 점의 폭발로 우주가 시작되었
다는 대폭발 우주론으로 이어졌다.
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대폭발 우주론의 확립 과정
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아인슈타인(1905)…”우주는 정적인 상태를 영원히 유지한다.”
프리드만(1922)…최초로 팽창하는 우주를 주장했다.
르메트르(1927)…”우주는 원시 원자에서 폭발로 시작되었다.”
허블(1929)…우주가 팽창하고 있다는 증거를 찾아냈다.
가모(1948)…대폭발 우주론을 제안했다.
펜지어스와 윌슨(1964)…우주 배경 복사를 발견하였다.
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확인하기
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빛을 내는 물체가 관측자로부터 멀어질 때 스펙트럼이 붉
은빛 쪽으로 치우치는 현상은 무엇인가?
허블이 우주가 팽창한다는 결론을 내린 계기는 무엇인가?
허블 상수의 값이 변하면 우주의 나이가 어떻게 달라질지
써 보자.
팽창하는 우주에서 허블 상수는 어떤 의미를 가지는지 설
명해 보자.