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외뿔소자리 V838는 빛의 속도보다 빠르게 폭발했는가?

저자:
번역자: 한국창조과학회 (creation.kr)

독자인 데이비드(David S.) 다음과 같은 메일을 보내왔다 :

나는 방금 ‘빅뱅이론의 해체(Dismantling the Big Bang)’ 책을 읽었는데, 242페이지를 보면 이 별이 폭발하고 6개월 만에 크기가 두 배로 커진 것 같습니다. ‘빛의 속도’보다 빠르게, 그렇게 커질 수 있나요?
V838-Monocerotis
그림 1. NASA/ESA 허블우주망원경 첨단 카메라가 촬영한 일련의 사진들은 2002년 외뿔소자리(Monocerotis) V838의 폭발로 인한 빛의 메아리를 보여준다. 별 주위 먼지의 외관 변화는 순차적 조명에 기인한다는 점에 유의하라. 그것은 초광속의 속도로 이동하는 것처럼 보이는 먼지구름(dust cloud)에서 나오는 빛이다.

CMI의 스콧 데블린(Scot Devlin)이 다음과 같이 대답했다 :

이것은 흥미로운 예이다. ‘빅뱅이론의 해체’ 242페이지에 언급된 별은 ‘외뿔소자리 V838 (V838 Monocerotis)’로 알려져 있다. (이 별은 희미한 외뿔소자리의 838번째 변광성이었기 때문에 그 이름이 붙여졌다). 허블 우주망원경은 2002년에 그 별을 처음 발견했다. 어떻게 그리고 왜 그것이 폭발했는지 아직도 의문이 남아있는데, 외뿔소자리 V838은 쌍성계(binary star system), 즉 가까운 궤도를 서로 도는 두 개의 별로 생각된다. 그 변광성은 외뿔소자리에 있는데, 19,000광년 떨어져 있다.

그 별은 2002년에 폭발하여 태양보다 60만 배 더 밝아졌다. 외뿔소자리 V838은 7개월 보다 적은 시간 내에 시각적 겉보기 크기가 4광년에서 7광년으로 확대되었다! (그림 1 참조). 이러한 시각적 외관의 팽창은 빛의 속도(광속)를 넘어서는 속도이다. 그래서 당신의 질문에 대해 답한다면, 그럴 수 없다는 것이다. 그러한 시간 동안 별이 그렇게 크게 확장될 수는 없었을 것이다. 아인슈타인 상대성이론에 의하면, 진공에서 어떤 것도 빛의 속도보다 빠르게 이동할 수 없기 때문이다.

과거에는 더 빨랐는가?

Light-echo
그림 2. 빛의 메아리(light echo) : 광원(노란색 별)에서 직접 나온 광선 A는 관측자(파란색 점)에게 먼저 도착한다. 광선 B와 C는 가스 구름에서 반사되지만, 광선 B는 경로가 짧기 때문에 관측자에게 먼저 도달한다. 관측자에게 B와 C는 하늘의 같은 지점에서 온 것처럼 보인다. 따라서 광선 A에 수직인 방향의 가스 구름의 조명은 광속보다 빠른 것으로 보인다.

빅뱅 이론의 내재적 문제를 해결하기 위해서, 과거에 훨씬 더 빠른 빛의 속도가 제안되었지만, 빛의 양방향 속도(two-way speed of light)의 측정은 비가속 외부 기준 프레임에서 측정했을 때, 항상 동일한 결과를 제공해 왔다.

빛의 속도는 다른 기본 상수들과 연관되어(묶여) 있기 때문에, 과거에 물리법칙이 다르지 않았다면, 과거의 다양한 빛의 속도는 우리가 지금 보는 것에 영향을 미칠 것이다. 이것은 세속적 그리고 창조론적 과학 문헌들에서 탐구되어 왔다.

만약 과거에 빛의 속도가 달랐다면, 변화는 기적이 자유롭게 허용되는 시기에 일어났을 가능성이 있다.1 진화론자들에게 이것은 플랑크 시대(Planck epoch), 즉 우주의 첫 5.39 × 10^-44 초의 시기로, 현재의 물리학 이론들이 적용될 수 없는 시간이다.2 창조론자들에게 이것은 창조 주간(Creation Week)이다.

창조론자들은 광속의 변화를 설명할 수 있지만(창조론자들은 기적을 믿는다), 대부분의 창조 천문학자들은 별빛-시간 문제에 대한 해결책으로 대안적 이론들을 제안한다.

하지만 외뿔소자리 V838의 경우, 우주의 속도 제한이 깨진 것처럼 보인다!

팽창하는 물체는 항성 자체(또는 2002년 폭발의 잔해)가 아니라, 근처 성간 먼지의 주변 껍질(아마도 이전 폭발에 의한 것으로 추정됨)이라는 점에 주목하는 것이 중요하다.

이 껍질은 초광속의 속도로 팽창하는 것처럼 보인다. 왜냐하면 먼지가 발산하는 빛은 일종의 ‘빛의 메아리(light echo)’이기 때문이다. 이 빛은 별의 2002년 폭발에서 기원되고, 먼지 껍질에 의해서 다시 발산되었다. 이 기하학적 착시 현상은 그림 2와 3에서 더 자세히 설명하였다.

anatomy-light-echo
그림 3. 이 그림에서 직접적인 빛의 경로는 1~6으로 표시되어 있으며, 멀리 있는 먼지구름에 점진적으로 반사되어 광선의 경로를 갖게 된다. 같은 길이의 광선 경로의 반사점들을 연결하면 포물선이 생기고, 이것은 같은 도착시간을 나타낸다. 포물선에서 반사되는 모든 광선 경로들은 관찰자(허블 망원경)에게 빛이 광속보다 더 빠르게 항성에 수직으로 이동하고 있다는 착각을 일으킨다.

유사한 기하학적 효과는 전파은하(radio galaxies), 도마뱀자리 BL 천체(BL Lac objects, 모든 시간 규모와 주파수에서 변화하는 신호를 방출하는 활동성 은하핵), 퀘이사(quasars), 블레이자(blasars) 등에서 보여지는 명백한 초광속 운동(superluminal motion)을 야기한다.

그렇다면, 은하들은 우리로부터 멀어지고 있고, 멀어져 가는 것처럼 보이지 않나요? 그런데, 이 별은 옆으로 폭발했다구요?

저 좀 도와주시겠어요?

질문을 이해한 것인지 확신할 수 없지만, 대답해 보겠다.

은하들은 우리에게서 멀어지고 있는 것으로 보인다. 그리고 성경은 하늘의 펴심(stretching of the heavens, 하늘의 확장)을 기록하고 있다 : 이사야 42:5, 44:24, 45:12, 48:13, 51:13, 51:16, 예레미야 10:12, 51:15, 스가랴 12:1, 시편 104:2.

우주는 모든 방향으로 팽창하고 있는 것처럼 보인다. 비슷한 방식으로 별들은 모든 방향으로 폭발한다.

도움이 됐으면 좋겠네요.

평안하기를 빌며

스콧 데블린

참고 문헌및 메모

  1. Although some physicists have proposed physical mechanisms for the speed of light to change up until 4 billion years ago (Big Bang time): Barrow, J., Sandvik, H., and Magueijo, J., Behavior of varying-alpha cosmologies, Phys. Rev. D 65: 063504 February 2002. 텍스트로돌아 가기.
  2. It is predicted that a theory of quantum gravity (yet to be discovered) will give a naturalistic explanation of the universe before the Planck time. But the evolutionists’ problem of causality will still exist: Something cannot come from nothing. Therefore, miracles are required. 텍스트로돌아 가기.