[📃칼럼] A. 허블 상수는 왜 시간에 대한 함수인가

허블 상수는 관찰하는 은하의 거리를 d, 후퇴속도를 V라고 할 때, 관측 결과를 살펴보니

V = H*d

를 만족하는 상수 H가 있었기에 허블 상수라고 불렀던거임.

흔히들 배운 맥동변광성으로 구하는 방식이 대표적인데 이건 그냥 UBVRI 사진 딸깍이나 분광만 좀 하면 되는거라 어려운 일이 아니었기에 이 방식이 먼저 나온거.

그런데 관측 기술이 발달하면서 cosmic microwave background 라고 부르는 cmb를 이용하기 시작함.

관측 대역이 23~92 GHz 대역이라 늦게 본거.

CMB 하면 다들 이 사진이랑 anisotropy를 가진다 정도만 알고 있겠지만 사실은

cmb photon들의 polarization을 함께 알 수 있음

여튼 이런 정보를을 가져다가

우주론에서 정갈하게 만들어둔 식에 관측된 파라미터를 넣기만 하면 허블 상수를 알 수 있음.

허블 상수가 시간에 대한 함수이느냐 이런 말은 이제 이런 현대 우주론적 관점에서 관측결과 대입을 위한 식을 만들었을 때, 그 H가 t를 포함하는 매개변수들로 표현되는거라 그럼.

즉, 이차방정식 근이 왜 2개냐같은 그런 근본적인 어떤 이유가 있다기보단

"그냥 계산 과정에서 그렇게 표현됨..ㅇㅇ"

같은거임. 파동 y = sint 이런것마냥 t에 대한 변화를 보기 위한 t 이런게 아니라 정리한 식이라는거.

근데 여기에서 글을 끝내면 재미없으니 잠시 허블 텐션 이야기를 좀 해주겠음

여튼 아까 소개한 두 가지의 허블상수 결정 결과를 보니 살짝 문제가 있음.

초기에 관측을 아예 실수해서 지구나이가 우주나이보다 많아지는것같은 이상한 값들은 제외하고

관측 기술이 발전하고 데이터도 쌓여서 통계적으로 유의미하게 허블 상수를 결정했는데, 관측 기술이 좋아질수록 방법에 따른 저 둘의 오차가 커지는거임.

이걸 Hubble tension이라고 하는 문제임.

그래서 중력파를 이용한 허블상수의 특정하기도 함

에러바가 큰건 관측결과가 적고 그래서 어쩔수 없는거

뭐 이런거 말고도 애초에 매개변수를 만드는 우주론적 접근 자체에 결함이 있었다고 가정하는 방법도 있음.

Hubble tension 문제가 대형 떡밥인 이유는 아무래도 천문학, 물리학에서 둘 다 다룰 수 있는 문제이기 때문임.

우주론에서의 가정이 잘못되었을 수도 있고, 아니면 기본인 입자에 대한 문제를 잘 모르고 있을 수 있음(cmb 자체가 초기 우주를 보는것인데 이건 고에너지 입자 이론임)

끝

댓글 4