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허블의 법칙에 대해, 이 법칙에 따라 확장하는 가스 시스템을 사용한다: 수중 스쿠버에서 방출된 거품이다. 거품이 표면에 도달하면 압력이 줄어들고 이 거품은 확장한다. 크기는 압력의 역수에 비례한다. 만약 관찰자가 분자 위에 앉아 다른 분자를 관찰한다면, 자신에 비해 이동 속도가 거리에 비례함을 확인해야 한다. 수중 활동은 우주론과 관련이 있다.
우주는 확장하는 가스로 간주된다. 그러나 무작위적인 "자체 운동"은 지역적인 난류와 관련되어 있으며, 주어진 거리 d에 해당하는 적색편이 속도를 측정할 때 "잡음"을 유발한다. 예를 들어, 허블이 인접한 은하, 예를 들어 안드로메다와 같은 은하의 적색편이 속도를 측정했을 때, 안드로메다는 우리 방향으로 이동하고 있었기 때문에 우주가 수축하고 있다고 결론지었다. 그러나 이는 단지 무작위 속도로 인한 지역적인 현상이었다.
당신이 마시는 공기 중의 분자들은 열 운동 속도로 약 400m/s에 가까운 무작위 속도를 가진다(소리의 속도와 가까운 것을 주목하라).
같은 맥락에서, 은하단 내의 은하들의 무작위 속도는 500~1000km/s 사이에 있다. 따라서 탈출 속도를 정확하게 평가하기 위해서는, 이 열 운동 속도를 초월하는 적색편이 속도를 가진 은하 샘플을 선택해야 한다.
적색편이 속도 측정은 매우 간단하고 정확하다. 이는 적색편이에 기반한다. 그러나 어려운 점은 거리의 평가이다. 이 은하들이 우리로부터 얼마나 먼 거리에 있는가?
역사적으로, 은하는 처음에는 "안개"라고 불렸다. 일부는 이들이 우리 은하 내부에 위치한다고 생각했다. 그러나 허블 자신이 안드로메다에서 천문학적 거리에 위치한 천칭성(cephéide)을 식별함으로써 이 문제를 해결했다: 우리로부터 2백만 광년 이상 떨어진 곳이다.
큰 거리에서, 이러한 어두운 지역에서 천칭성을 분리하는 것은 매우 어려웠다. 따라서 거리 평가는 주관적인 판단에 의존했다. 수년간 허블 상수의 평가는 논쟁적이었다. 많은 연구자들은 우리 은하의 가장 오래된 별(구성성단에서 유래한)의 15~20십억 년과 일치하는 값에 기울었다. 미국에서는 프랑스의 천문학자 데 보코우레르는 다른 값을 옹호하고 주장했다.
모든 시선은 허블 우주 망원경에 집중되었다. 1993년, 이 망원경은 단일한 날카로운 시선을 가지고, 수십백만 광년 떨어진 은하에서 천칭성을 발견했다. 이 거리에서 무작위 속도는 거의 전체적인 적색편이 속도에 의해 가려졌다.
- 멋지다, 천문학자들이 말했다. 우리는 허블 상수 H₀의 정확한 측정을 얻게 될 것이다!
그러나, 곧 이 모험은 비극으로 변했다. 1993년에서 1994년 사이, 허블이 측정한 48백만 광년과 55백만 광년 떨어진 은하들의 측정치는 이전 추정치에 비해 40% 더 가까운 것으로 밝혀졌다! 따라서 우주의 나이는 40% 더 짧아졌다. 1994년, 네이처는 8~9십억 년의 나이를 언급했다......
그것은 자신의 별보다 더 어리게 되었다. 즉시 천체물리학자들과 우주론자들은 오래된 좋은 표준 모델을 구원하려고, 지적인 우주적 화재에 직면한 소방관처럼, 급하게 소화기를 찾기 시작했다.
이 상수는 곧 나프탈린 상자에서 꺼내어 다시 활성화되었다. 그림 (108)에서 이 상수가 팽창에 미치는 영향을 관찰할 수 있다.
(108)
일부 천체물리학자는 다음과 같이 말했다:
- 허블 우주 망원경이 수행한 이 새로운 측정은 우주 상수를 측정하기 위한 단지 한 가지 방법일 뿐이다. 이제 우리는 그 값이 무엇인지 알고 있다!....
몇 년 후, 이 문제는 어떻게 되었는가?
두 가지 새로운 사실이 있었다: 위성 히파르코스는 편광을 기반으로 먼 별들의 정확한 측정을 수행했다. 이후 천문학자들은 천칭성을 재보정했다.
- 이 물체들은 우리가 생각했던 것보다 더 멀리 있다. 우리는 이를 재보정했다.
안드로메다는 25억 광년에서 35억 광년으로 더 멀리 밀려났다.
- 으-우!
우리 은하의 가장 오래된 별들의 나이 평가도 수정되었다. 모두가 최선을 다했다.
한편, '상호작용하는 유령 우주와의 우주' 모델(참조: '기하학적 물리학 A')은 H₀ 측정을 다른 방식으로 해석하여 더 오래된 우주를 제공한다.