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astronomy

은하는 거품 같은 구조의 표면에 있는 듯하다

사용자 글래스애니멀 2019. 10. 10. 11:55

적색 이동 조사

 

1920년대 이후로 먼 은하들의 적색이동에 대한 연구에서는 우주의 규모가 어떤지, 우주가 어떻게 모든 방향으로 팽창하고 있는지를 밝혀왔다.  적색 이동은 광원 이 관측자에게 멀어 지고 있을 때 발생한다. 1980년대에 하버드 
스미스소니언 천체 물리학연구소"에서 일하고 있던 미국의 천문학자 마거릿 겔러(Margaret Geller)와 존 후크라(John Huchra)는 적색 이동을 조사해서 우주를 훨씬 더 선명하게 묘사하며,은하들이 무리를 지어 우주의 거대한 공동(空洞)을 둘러싸고 있음을 입증해 보였다. 겔러와 후크라의 연구결과는 초기 우주의 본성과 관련되 중요한 실마리가 되었다.

적색 이동 조사에서는 광각 망원경으로 보통 수백만 광년 떨어진 해당 은하들을 선택한다. 천문학자들은 각 은하에서

온 빛의 파장을 기준 파장과 비교하고 적색 이동 여부를 판별해 빛의 이동 거리를 알아냄으로써 여러 은하의 위치를 

표시할 수 있게 된다. 후크라는 1977년에 적색 이동 조사를 시작했는데,그 일을 마친 1982년까지 은하  2,200개의 위치를 지도에 표시했다.  후크라가 그런 조사를 시작하기 전에도 은하들이 은하단의 형태로 존재한다는 사실은알려져 있었다. 예컨대 우리 은하는 국부 은하군이라는 무리를 구성하는 54개 은하중하나인데,그 은하단은 폭이 약 1,000 
만 광년에 이른다. 예전에는 그런 은하단들이 고르게 퍼져 있으리라고 보았다. 그런데  1980년에 후크라는 적색 이동

조사를 통해 수십 개의 은하단이 수억 광년 너비의 초은 하단을 이룬다는 사실을 입증해 보였다. 국부 은하군은 10만 개 정도의 다른 은하로 구성된 라니아케아 초은하단에 속한다.

 

은하들은 은하단과 초은하단을 이루어, 광대하고 텅 빈 공동을 둘러싼 좁은 때 모양의 공간을 이루고 있다.

                             ▼

공동들은 너무나 커서 물질을 품고 있었던 적인 한 번도 없다.

                             ▼

이들은 분명 우주의 아주 초기부터 존속해왔을 것이다.

 

은하 장벽
겔러는 1985년에 CfA2 적색 이동 조사를 시작해 10년간 은하 1만 5,000개의 지도를 만들었다. 그녀의 조사 결과는 초은하단들 자체도 판(shm)과 벽(wall)의 형태로 배열되어 마치 거품의 표면 막처 럼 거대 공동을 둘러싸고 있음을 확증했다. 그녀는 1989년에 초은하단들의 ‘장벽(great wall)’을 처음 발  견했다. CfA2 장벽의 크기는 아직도 정확히 밝히 지지 않았지만,세로 7억 광년,가로 2억 5000만 광년, 높이 1,600만 광년 정도일 것으로 추정된다. 그것은 지금 알려져 있는 
몇몇 초대형 구조 중 처음 발견된 깃이다. 공동들의 크기는 천문학자들을 당황시켰다. 그런 공간은 항성과 은하를 형성한  물질의 중력 붕괴 때문에 하전히 텅텅 비었다고 보기에는 니무나도 컸다. 그렇다면 이들은 분명 우주가 처음 생겨났을 때부터 줄 곧 비이 있었을 것이다. 우주론 학자들은 초은하단과 공동의 거대 구조가 우주 급팽창기의 양자 요동이 남긴 유산이라고 본다. 양자 요동은 우주 곳곳에서 에너지양이 일시적으로 변화하는 현상이다. 그런 작지만 양자 요동은 우주 곳곳에서 에너지양이 일 시적으로 변화하는 현상이다. 그런 작지만  매우 의미심장한 불규칙성은 대폭발 후 몇분의 1초 만에 우주의 구조에 갇혀 지금가지 남아 있다. 바로 그런 곳들이 지금 복하게 뒤얽힌 물질들 사이에 있는 거대한 공 
동에 해당한다.

 

마거릿 겔러는 1975년에 프린스턴 대학에서 박사학위를 받고,여러 연구직을 거친 후,1983년에 하버드스미스소니언 천체 물리학 연구소에 들어갔다. 그곳에서 그녀는 존 후크라와 함께 일하면서 그의 적색 이동 조사 결과를 분석했다. 

그리고 얼마 후에는 두 번째 (CtA2) 적색 이동 조사 프로젝트를 이끌었다. 종종 대중을 상대로 강연을 하고, 우주에 대한 다큐멘터 리 영화 몇 편 만들기도 했는데, 그중 하나인(은하들이 있는곳)은 관측된 우주의 대규모 천체들을 그래필으로 두루 보여준다. 

 

 

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