우주 공간의 온도는? 우주배경복사

우주 공간의 온도는? 우주배경복사

 

우주의 온도를 알게 해 주는 ‘우주배경복사’는 1965년 독일 태생의 미국 천체물리학자인 A.펜지어스와 R.윌슨 두 사람이 우연히 발견했단다. 이 공로로 1978년 노벨물리학상을 탔지. 그들은 위성과의 교신을 위한 안테나에서 이상한 효과를 발견했어. 강력하고 독특한 웅웅거리는 전파를 발견했는데 파장은 7cm 정도이고, 온도는 약 2.7K으로 섭씨온도로는 약 -270℃야.

그런데 더욱 놀랍고 특이한 것은 이 파가 특정한 방향에서만 관측되지 않고 하늘의 모든 방향, 모든 곳으로부터 관측이 된다는 점이었어. 이 말은 이 파가 어떤 한 천체에서 나오는 것이 아니라 우주의 모든 공간에 가득 차 있다는 것을 의미하지. 이렇게 모든 우주 공간에 가득 차 있는 이 전파를 ‘우주배경복사’라고 한단다.

이 ‘우주배경복사’는 1950년 러시아의 천문학자인 조지 가모프가 미리 예언하고 계산도 했단다. 그는 빅뱅 이론의 창시자 중 한 사람이기도 하지. ‘우주는 대폭발 이후 현재까지 팽창을 계속하고 있다.’는 우주팽창설은 현재 우주의 온도에 대한 예측을 가능하게 했어. 폭발 당시의 뜨겁던 우주가 팽창하면서 열에너지도 우주 공간에 넓고 고르게 퍼져 나갔을 거야. 그 결과 우주 공간의 온도는 점점 떨어졌을 테고 말이야. 그는 그 열에너지가 지금도 우주 공간에 남아 있을 거라고 생각했던 거지. 가모프는 아쉽게도 1968년에 사망하는 바람에 노벨 물리학상을 탈 수 없었어. 만약 살아 있었다면 함께 이 상을 탔겠지.

빅뱅이 있은 후 30만 년 후에 우주의 온도는 약 3,000K이었으며 이때서야 빛이 빠져나와 우주 공간에 퍼져 나가기 시작했을 것으로 추정돼. 넓게 퍼져 나가며 온도는 점점 내려갔고, 그래서 현재 우주 공간은 온도가 3K인 물체에서 나오는 파와 같은 전파로 가득 차 있는 상태가 된 거지.

즉 현재 우주의 온도는 3K정도니 엄청 추운 거지. 앞으로도 우주가 팽창을 계속한다면 우주의 온도는 점점 더 내려가게 될 거야. 별 근처는 태양 옆의 우리 지구처럼 별에서 나오는 열 때문에 온도가 높아. 그러나 별과 별 사이는 워낙 멀어서 별 근처를 제외한 대부분의 우주 공간은 매우 추운 상태란다.