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Date 2017/02/01 05:07:40
Name 다록알
Subject [일반] 밤하늘은 왜 어두울까요?
밤 하늘은 왜 어두울까요?

뻔한 이 질문에 제대로 된 답을 하기 위해선 "우주 팽창" 이라는 개념을 알아야 합니다.

벌써 어려워 지니까 질문을 바꿔봅시다.

그럼 밤 하늘이 어둡지 말아야 할 이유라도 있을까요? 해가 지구 뒤편에 있는데?

물론 있습니다.

왜냐면 하늘에는 태양 말고도 무수히 많은 별들이 있고, 제각각 빛을 내뿜고 있기 때문입니다.

뿐만 아니라 빅뱅때 만들어진 태초의 빛 (우주 배경 복사) 도 안개처럼 사방으로 퍼지고 있습니다.

별빛이든 태초의 빛이든 엄청 멀리 있으니깐 어두컴컴하게 보일수도 있지?
라고 생각하겠지만 이는 반은 맞고 반은 틀렸습니다. 우주에는 우리가 상상하는 것 이상보다 훠~얼~씬 더 많은 별과 은하들이 있고, 거시적인 관점에서 봤을때 균등하게 분포되어 있습니다. 이를 우주가 균일등방하다고 합니다. 그렇다면 하늘도 마찬가지여야합니다. 우주가 균일한 만큼 하늘도 전방향으로 균일한 빛깔을 내야 합니다.


하지만 우리가 보는 하늘은 그렇지 않습니다.
균일한 하늘 대신, 검은배경에 수놓은 수천 수만개의 별이 보입니다.

그 이유가 바로 "우주 팽창" 덕분입니다.

우주가 팽창한다는것은 결국 별과 은하들이 서로 멀어진다는 뜻입니다.
게다가 멀리 떨어져 있는 별일수록 더욱 빠르게 멀어지고 있습니다.

광원이 우리에게서 멀어지면 도플러 효과때문에 빛의 진동수가 줄어듭니다. 더 빠르게 멀어질수록 물론 효과도 커집니다.
다시 말해, 지구에서 먼 별이나 광원일수록 더 빠르게 멀어지고, 그에따라 빛의 진동수가 줄어들며, 어느 순간 가시광선의 영역을 벗어나 적외선으로 바뀌어 우리 눈에 보이지 않게 된다는 것입니다.

그러면 반대로 우주가 축소하고 있다면 어떤 일이 벌어질까요?
이는 여러분의 상상에 맡깁니다.

다시 처음으로 돌아와서,
밤하늘이 어두운 이유는 뭘까요?

이는 질문부터 잘못되었습니다. 밤하늘은 사실 어둡지 않습니다. 하늘은 해가 있든 없든 언제나 밝습니다.
다만 가시광선 밖에 보지 못하는 우리의 미천한 눈 덕에, 혹은 탓에, 깜깜한 하늘에 수많은 (=실제보다 훨씬 적은) 별들을 볼수 있게 되는 것입니다.

사실 힘들게 제 글을 읽을 필요도 없었습니다. 아래 영상이 잘 설명해줍니다.



관심있으시다면 덧글들도 참고해주세요~

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언어물리
17/02/01 05:38
수정 아이콘
뉴턴 시대에는 이 질문에 대답하지 못했겠군요 그럼. 좋은 글 고맙습니다^^
다록알
17/02/01 09:13
수정 아이콘
감사합니다~
동원사랑
17/02/01 06:10
수정 아이콘
어두움은 밝음의 결핍이 아니라
인식하는 주체에게 단지 그렇게 드러내는 세계라는 말씀이신듯 합니다.

악이 만일 선의 부재가 아니라
선악을 판단하는 인간에게 악으로 계시되는 것이라면
선악과를 따먹어서 선악을 알게된 것이 아니라 선악과를 따먹지 말라는 금령을 받았을 때 이미 선악을 알게된 것이로군요. 인간은 선악을 알고싶어했는데 선악과가 있어야 선악과를 따먹는 것이 악임을 계시적으로 알므로 동산에 선악과는 유혹하기위해서가 아니라 인간을 위해 서 있어야 했고.
인간이 교보재를 따먹은 이유는 학습이 아니라 경험을 통해 진리에 도달하고자한 것이고. 이 것은 계시를 불인정할 시에 인간이 살아가는 방법이고. 이 것은 진리는 텍스트의 밖에 있다는 영국경험주의고.이게 알파고이고.
언어물리
17/02/01 06:26
수정 아이콘
뒷 문단은 제가 생각지도 못했던, 선악과에 대한 해석이네요. 인식하는 주체가, 이미 그에게 주어진 또 정해진 계시를 불인정하고 텍스트 밖의 새로운 경험들을 취하면서, "진리"는 단지 그 주체에게 어떤 식으로 표상되는 하나의 세계로서 존재할 뿐..
솔로12년차
17/02/01 07:24
수정 아이콘
그래서 선악과를 지혜의 열매로 보는 해석이 많습니다. 선악을 가릴 수 있으니까요. 신학적인 관점에서 당시 시점은 선은 알 필요가 없는 것이고, 악은 알 수가 없는 것이거든요. 그 열매를 먹은 이유가 신처럼 되기 위해서라고 기술되어 있기도 하죠.
아침 진지는 군대리아였네요.
포도씨
17/02/01 07:51
수정 아이콘
시도 때도없이 아래 방향으로 지적 다양성을 늘리는 개체가 오늘은 문과영역에서 다양성의 족적을 남깁니다.
이거 원숭이만큼이나 유행탈것 같은 느낌적인 느낌!
더구나 쫒아와서 시비거실 분은 레벨업상태! 크크
다록알
17/02/01 09:46
수정 아이콘
과학 분야에서도 인간 중심 사고의 흔적을 많이 볼 수 있는것 같습니다.
특히 빛에 관련된 많은 부분, 이를테면 가시광선, 투명디스플레이 등의 용어도 모두 인간의 눈을 기준으로 만든 용어들이니까요.
17/02/01 06:10
수정 아이콘
그렇다면 팽창과 관련없는 우리 은하의 수천억 별들이 있는데도 어두운 이유는 무엇일까요?
결국 너무 멀리 떨어져있어서 그런 건 아닐까요?
Rorschach
17/02/01 06:46
수정 아이콘
빛을 내는 천체가 우주에 균일하게 분포하고 있다고 가정할 경우 멀리 떨어진 만큼 해당 거리의 천체의 숫자는 더 많아지게 됩니다.
표면적에 비례하는 것과 같기 때문에 해당 거리에 존재하는 천체는 거리의 제곱에 비례하게 되죠. 우리 은하에 매우 많은 별들이 있어도 어두운 이유는 그 천체들이 내는 빛이 밤하늘을 밝게 만들기에 충분하지 못하기 때문이죠. 뿐만아니라 우주 팽창을 고려했을 때 지구까지 빛이 도달할 수 있는 거리 내부의 천체들의 숫자만으로는 밤하늘을 밝게 못 만들어서 결국 어두운거죠.

유명한(유명했던?) 역설 중의 하나인 올버스 패러독스입니다.
언어물리
17/02/01 09:16
수정 아이콘
추가질문이 있어요. 우리 은하 안에 있는 천체들이 지구로부터 멀어지는 것은 무시할 만한 정도의 속도인가요? 아무래도 가까우니까..?
다록알
17/02/01 09:28
수정 아이콘
좋은 질문입니다.
더 나아가면, 우주가 팽창하니까 우주의 일부인 우리 몸의 원자들도 멀어지고 있을까? 원자속의 쿼크들도?
라는 의문을 품을수 있는데요.
결론부터 말씀드리면, 중력과 전자기력, 약력, 강력의 영향력이 충분히 강하다면 우주공간 팽창이 일어나도 각자의 모습을 유지합니다.
은하내부에선 중력의 영향력이 강하기 때문에 (은하의 모양이 유지되고 있는 이유이기도 하죠) 우주 팽창의 영향을 비교적 덜 받습니다.
그러나 은하와 은하 사이의 거리는 어마무시하게 멀기 때문에 우주공간 팽창에 의해 멀어지게 되구요.
아래 영상 확인하시면 좀더 명확해 지실꺼에요.
https://www.youtube.com/watch?v=th_9ZR2I0_w&t=8s
언어물리
17/02/01 09:47
수정 아이콘
아아.. 우리 은하 내에서는 중력이 충분히 강력히 영향을 미쳐서, 우주 팽창에는 그다지 지구와 멀어지는 것이 큰 영향을 받지 않겠군요. 고맙습니다^^
17/02/01 14:13
수정 아이콘
명쾌한 답변 감사드립니다.
다록알
17/02/01 09:21
수정 아이콘
질문 감사합니다. Rorschach 님의 친절한 답변으로 대신합니다.
김낙원
17/02/01 09:42
수정 아이콘
밤하늘은 왜 아름다운가요
다록알
17/02/01 09:48
수정 아이콘
저는 모릅니다. 문과생에게 문의하시길요..
인간은 왜 밤하늘을 아름답다고 느끼는 걸까? 에 대한 의문은 진화론적 관점이나 철학적 관점에서 고민해볼만 하다고 생각됩니다.
마스터충달
17/02/01 09:59
수정 아이콘
별의 목소리를 들을 수 있으니까요.
안프로
17/02/01 10:09
수정 아이콘
글쓴님의 말에 따르면 인간의 미천한 눈 즉 결핍이 있기 때문입니다
인간의 망각능력(?)이 때론 삶을 더 불행하게 만들지 않는 것처럼요
아름다움과 행복같은 것들은 만족함에서 오지 않고
부족함을 인정하는데서 비롯되지 않나 덕분에 생각해봅니다
고로 헬조선 만세?
제랄드
17/02/01 10:12
수정 아이콘
문과 흥했으면
aDayInTheLife
17/02/01 11:56
수정 아이콘
개인적으론 상상력의 산물이 아닐까란 생각이 잠깐 드네요. 우주를 떠도는 어떤 것에 대한 상상이든 우리아닌 누군가에 대한 상상이든 혹은 이 모든 건 어디서 온 것인가에 대한 상상이든. 다만 요새는 별들을 그냥 볼 수 없기에 느끼는 희소성도 조금은 있겠죠. 크크
아케르나르
17/02/01 16:47
수정 아이콘
저도 동의합니다. 해진 뒤 아무것도 없는 캄캄한 밤하늘을 바라보면(도시의 밤하늘이 그렇죠) 별이 가득한 하늘은 자연히 그것이 무엇인가. 거기엔 무엇이 있을까, 얼마나 멀리 있나. 그 너머엔?... 이런 의문이 꼬리를 물고 나올 수밖에 없다는 걸 깨닫게 됩니다.
저는 고대인들이 밤하늘을 바라보며 별과 별들이 만드는 형태에 이름을 붙일 때부터 천문학이 대동했고, 인간의 상상력도 같이 발달하기 시작한 게 아닌가 생각합니다.
17/02/01 10:25
수정 아이콘
아무튼 밤에는 수천 수만개의 야식이 땡긴다는 이야기죠?
위가 팽창하고 있다는 거군요.
사악군
17/02/01 10:50
수정 아이콘
별빛이든 태초의 빛이든 엄청 멀리 있으니깐 어두컴컴하게 보일수도 있지?
->이건 반은 맞고 반은 틀리는 게 아니라 그냥 맞는 거 아닌가요?
애초에 올버스의 역설은 우주가 유한하다는 주장으로 무한하다면 무한한 공간속 무한한 별들이 있으니
하늘의 어떤 점을 보아도 별이 있고 밝아야 하는데 그렇지 않으니 우주는 유한하다는 주장이었는데
이 역설의 틀린 점은 별의 거리와 빛의 속도한계 때문에 우주의 나이x빛의 속도 보다 멀리 있는 별의 빛은
우리에게 도달할 수 없기 때문에 어두운 것이고 밤하늘이 어둡다는 것만 가지고는 우주가
무한한지 유한한지 알 수 없다는게 정확한 반론인거죠.

우주가 팽창하고 있어 빛의 파장이 가시광선 영역을 벗어난다는 것도 참이지만 그것은 또다른 근거이고
'밤하늘이 어둡다'는 현상 자체만은 우주가 팽창하거나 수축하지 않고 평형을 이룬다는 정상우주론 및
우주 무한설의 입장에서도 설명이 되는 일입니다. (그게 맞다는 말은 아니고요..)
다록알
17/02/01 11:11
수정 아이콘
사악군님이 말씀하신 부분이 맞습니다.
질문을 좀 바꿔서 "지금 당장 우주의 팽창이 멈추고 평형우주의 상태를 유지한다면 밤하늘이 균일등방하게 밝아질까?"
라고 한다면 답은 아니오가 될것입니다.
물론 지금은 안보이던 별들이 나타나서 약간 더 밝아질 순 있겠지요. 그러나 관측가능한 우주는 유한하기 때문에 말씀하신대로 균일등방한 하늘은 볼 수 없을것입니다. 태초 우주배경복사는 균일 등방하게 있더라도 여전히 우리 눈에는 안보일테구요. 따라서 유한한 관측 가능한 우주 + 우주 팽창 두가지 요소가 혼합적으로 지금의 밤하늘을 만들었다는 표현이 보다 정확한 표현입니다. 오해를 살 수 있는 표현이니 좀더 고민해보고 더 좋은 방법을 찾아봐야겠네요.
코멘트 감사합니다.
숙청호
17/02/01 11:37
수정 아이콘
잘봤습니다.
다록알
17/02/01 11:43
수정 아이콘
감사합니다~
테란해라
17/02/01 11:57
수정 아이콘
오~ 알기쉽게 정리해주니까 좋네요.
다록알
17/02/01 12:31
수정 아이콘
감사합니다~
분해매니아
17/02/01 12:31
수정 아이콘
독수리 부리 이야기가 있을 줄 알았는데 없네..
다록알
17/02/01 12:34
수정 아이콘
혹시 독수리가 나이 먹으면 부리와 발톱을 다 깨부셔서 새롭게 다시 태어난다는 그 동화 같은 이야기 말씀하시는건가요?
17/02/01 12:44
수정 아이콘
좋은글 감사합니다.
얼마나 빨리 멀어지면 가시광의 영역을 벋어 나는건가요..속도가 상당하겠군요.
17/02/01 13:41
수정 아이콘
그 속도를 허블상수라고도 하는데... 1메가 파섹(326만 광년, 1파섹은 3.26광년) 떨어진 별은 대략 초당 70km 정도 속도로 멀어집니다.
완성형폭풍저그가되자
17/02/01 18:06
수정 아이콘
제목보고 이게 뭔 뻘글이야 하면서 들어왔는데 정말 좋은 글 감사합니다.
제가 여자들과 멀어지는 이유를 몰랐는데..
우주팽창 개객끼 ㅠㅠ
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