가모프의 우주배경복사 예측
우주배경복사(cosmic microwave background radiation)란 조지 가모프(George Gamow)가 1948년 예측한 것으로 빅뱅 이후 약 38만년이 지나고 우주의 온도가 약 3000K가 되던 시점의 전자기파 복사를 의미합니다. 우주 전역에서 발견되는 약 160GHz의 전자기파 복사로 당시 수소 원자와 헬륨 원자가 생성이 되면서 우주 전역으로 퍼져 나간 빛이라고 이해를 하면 됩니다. 이때 퍼져나간 빛은 우주가 지속 팽창을 거듭하면서 현재 약 2.7K에 해당하는 복사 에너지로 관측될 것이라는 예측이었습니다. 고등학교 교과 과정에 등장하는데, 교재에 따라 3K로 표기하기도 합니다.
실제 우주배경복사 관측 결과
1963년 미국의 펜지어스와 윌슨은 전파망원경에 기록된 잡음이 빅뱅 이후 우주에서 퍼져 나온 빛이었다는 것을 발견하게 됩니다. 우주의 모든 방향에서 거의 동일한 세기로 관찰되는 전자파였는데, 이 전자파가 우주배경복사였고, 실제로 온도가 약 2.7K (위에도 언급하였지만, 교재에 따라 3K로 표기) 물체에서 방출되는 에너지의 파장과 일치하는 것이죠. 이 공로로 펜지어스와 윌슨은 1978년 노벨 물리학상을 수상하게 됩니다.
이후 코비 위성, 더블유맵 위성, 플랑크 위성 등의 인공위성이 우주배경복사의 정밀한 관측에 성공하였으며, 조지 가모프의 예측과 거의 일치하였습니다.
우주배경복사의 의미
빅뱅 우주론에 따라 예측한 우주배경복사가 실제로 예측한 것과 거의 동일하게 관측이 되었기 때문에 이는 우주의 원소 분포, 즉 수소와 헬륨의 질량비가 3:1인 것과 함께 빅뱅 우주론의 증거가 됩니다. 아래의 수소와 헬륨의 질량비가 3:1인 것을 설명한 포스팅을 참조하면 되고, 빅뱅 이론의 증거 2가지를 기억해 두면 좋겠습니다.
2023.11.27 - [과학] - 우주의 원소 분포, 수소와 헬륨의 질량비 3:1
우주의 원소 분포, 수소와 헬륨의 질량비 3:1
빅뱅 이론은 약 138억 년 전에 초고온, 고밀도의 한 점에서 대폭발(빅뱅, big bang)이 일어난 것으로 우주의 탄생을 설명하고 있습니다. 그리고, 우주는 계속 팽창하고 있다고 하죠. 이러한 빅뱅 이
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