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작은이야기와 힘

우주나이는 어떻게 계산할까?

by pinkfork 2023. 7. 3.
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현재 추정되는 우주의 나이는 약 138억 년입니다.


이 나이는 우주 마이크로파 배경 복사, 우주 팽창, 구상 성단 및 백색 왜성과 같은 우주에서 가장 오래된 물체의 나이 측정을 기반으로 합니다.

관측가능한 우주크기
관측가능한 우주나이


우주의 나이는 여러 가지 방법으로 측정 할 수 있습니다.

CMB(Cosmic Microwave Background) 복사
빅뱅 이후 우주는 매우 뜨겁고 밀도가 높았습니다.
팽창하면서 우주는 냉각되었고, 빅뱅 후 약 380,000년 후에 우주는 전자가 양성자와 결합하여 수소 원자를 형성할 수 있을 만큼 충분히 냉각되었습니다.
이 과정에서 광자가 방출되었고 이제 우리는 이를 CMB 방사선으로 감지합니다.
과학자들은 CMB, 그 균일성, 작은 온도 변화(이방성이라고 함)를 연구하여 우주의 나이를 추정할 수 있습니다.

적색편이와 허블의 법칙
천문학자들은 먼 은하계의 적색편이를 관찰함으로써 이 은하들이 우리에게서 얼마나 빨리 멀어지고 있는지 계산할 수 있습니다.
이것은 우주의 팽창 때문이고, 적색편이는 도플러 효과의 결과입니다. 적색편이와 은하의 거리 사이의 관계는 에드윈 허블에 의해 처음 설명되었으며 허블의 법칙으로 알려져 있습니다.
허블 상수(허블 법칙의 비례 상수)의 역수는 우주의 나이를 대략적으로 추정합니다.

가장 오래된 성단의 나이
알려진 가장 오래된 성단의 나이를 계산하여 천문학자들은 우주의 최소 나이를 결정할 수 있습니다.
이 방법은 별의 진화와 핵합성에 대한 자세한 이해를 포함합니다.

백색 왜성 관찰
백색 왜성은 우리 태양과 같은 별의 잔해입니다.
수십억 년에 걸쳐 냉각되고 사라집니다.
가장 차가운 백색 왜성의 온도를 측정함으로써 천문학자들은 우주의 나이에 대한 하한선을 추정할 수 있습니다.

우주 매개변수 및 모델
과학자들은 우주의 밀도 및 구성(암흑 에너지, 암흑 물질 및 일반 물질)과 같은 우주 매개 변수를 결정하기 위해 관측을 사용합니다.
아인슈타인의 일반 상대성 이론에 기초한 우주 모델에서 이러한 매개변수를 사용하여 우주의 나이를 추정할 수 있습니다.

이러한 방법은 일반적으로 일관된 결과를 제공합니다. 
우주의 나이는 약 138억 년입니다.

 

 

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