현대 천문학의 기초를 세운 과학자 에드윈 허블의 생애와 업적

우주의 빅뱅

◈ 천문학자 에드윈 허블(Edwin Hubble)의 생애와 업적

1. 생애

에드윈 허블은 1889년 미국 미주리주 마샬에서 태어났다. 그는 어린 시절부터 과학과 자연에 관심을 보였다. 부유한 가정환경에서 자란 허블은 이후 여러 차례 이사를 거듭하던 중 시카고 근처의 휘튼으로 이주하게 되고, 그는 시카고 대학에서 수학과 천문학을 전공한 후 그는 아버지의 뜻을 따라 1910년 로즈 장학생으로 영국 옥스퍼드 대학교에서 법학을 공부하게 된다. 법학을 전공하였으나 그는 천문학에 대한 과학적 호기심을 떨쳐낼 수 없었다 그렇기에 그는 아버지가 돌아가신 후 미국으로 돌아와 시카고 대학에서  평소 관심이 많았던 천문학에 대한 연구를 시작하여 천문학 박사 학위를 취득하게 된다.

 

이후 허블은 윌슨산 천문대에서 연구를 시작하였다. 이곳에서 그는 새로운 망원경을 사용하여 우주의 구조와 은하를 연구하였다. 그의 안드로메다 성운과 같은 성운의 거리를 측정하는 것을 초기 연구로 삼았다.

 

그는 과학자로서의 연구를 이어가면서 제1차 세계대전에 참전하기도 하였는데, 허블은 프랑스로 파견되어 포병 장교로 복무하며 전쟁을 겪었고, 1919년 제대하여 다시 천문학 연구에 힘쓰게 된다.

 

이후 소설가 그레이스 버크와 결혼하였다. 그는 여러가지 천문학적 업적을 남기게 되었는데 1953년 뇌혈전으로 세상을 떠날 때까지 그의 연구는 계속되었다. 그가 연구한 천문학적 지식과 성과는 현대 천문학의 기초를 확립하고, 우주에 대한 이해를 근본적으로 변화 시켰으며, 현재까지도 천문학계에 큰 영향을 미치고 있다.

 

2. 업적

2-1. 외부 은하의 존재 증명

1924년 허블은 안드로메다 성운이 우리 은하의 일부가 아닌 독립된 은하라는 것을 밝혀냈다. 이 발견으로 인해 성운 논쟁을 종결짓는 계기가 되었다. 이로써 우리 은하가 우주의 전부가 아니라는 것을 처음으로 증명하게 된 것으로, 이를 통해 우주에는 우리 은하 외에도 수많은 은하들이 존재한다는 사실이 허블의 연구로 밝혀진 게 된다.

 

2-2. 허블 법칙과 우주의 팽창

허블은 은하들이 우리로부터 멀어질수록 더 빠르게 후퇴한다는 사실을 발견하게 되었다. 1929년 그는 은하들의 거리가 가까워질때 소리의 파장이 짧아지고 멀어질 때 길어지는 현상인 도플러 효과에 의해 나타나는 스펙트럼의 흡수선의 변화를 관찰하여 적색편이를 측정하였고, 이것으로 은하의 거리에 비례해 후퇴 속도가 증가한다는 법칙을 제안했다. 허블은 반경 1억 광년 이내의 모든 은하계를 관찰하여 얻어낸 결과로 모든 경우에서 적색편이가 나타난다는 사실을 발견, 이 법칙은 우주가 팽창하고 있다는 것을 나타내며, 이후 빅뱅 이론의 중요한 근거가 되었다. 1929년 허블은 논문 "외부 은하성운의 거리와 기본 속도의 관계"를 발표하여 은하 간의 거리는 팽창하며 멀어지는 속도에 비례한다는 방적식에 허블상수 H를 세겼다. 우리는 이것을 허블의 법칙이라고 한다.

 

2-3. 우주의 규모 측정

허블은 은하들의 거리를 측정하기 위하여 세페이드 변광성을 사용하였다. 그는 안드로메다 성운에서 세페이드 변광성을 찾아내는 일에 몰두하여 40여개의 변광성을 찾아내었고 이것을 관측하여 거리를 얻게 된다. 이것으로 그는 은하의 거리를 처음으로 정확하게 측정할 수 있게 되었다. 이때부터 안드로메다는 성운이 아닌 은하로 불러지게 된다. 이는 우주의 규모와 구조를 이해하는데 중요한 기초이론이 되었다. 그의 연구는 우주 거리 사다리를 구축하는데 중요한 역할을 하게 된다.

 

허블의 연구는 천문학계에 큰 영향을 주고 있다. 허블 우주 망원경은 그의 이름을 따서 이름 지어졌으며 이것은 중요한 천문학적 발견을 일끌어내기도 하였다. 이 망원경은 우주의 많은 비밀들을 풀어내는데 아주 중요한 역할을 하였고, 이후로도 그가 남긴 유산을 계속 이어나가고 있다. 그의 연구는 현대 천문학의 기초를 확립하였고, 우리가 우주를 이해하는 것에 근본적인 변화를 일으켰다고 할 수 있다. 에드윈 허블을 우주를 연구하고 관측하는 것에서 빼놓을 수 없는 인물로 여겨지고 있다.