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갈릴레이 갈릴레오


우주는 끊임없이 움직이고 있다 – 지구에서 초은하단까지

"그래도 지구는 돈다."

이 유명한 말은 갈릴레오 갈릴레이가 종교재판을 받은 후 중얼거렸다고 전해집니다. 하지만, 실제로 이 말을 했다는 신빙성 있는 기록은 없습니다. 후대의 소설가가 만들어낸 문구라는 설이 더 유력합니다.

나선팔은하


하지만 중요한 것은, 정말 지구는 돌고 있다는 사실입니다. 과거에는 지구가 우주의 중심이고, 모든 것이 지구를 중심으로 돈다고 믿었습니다. 그러나 우리는 이제 알고 있습니다. 지구는 태양 주위를 공전하고 있으며, 태양도 단순히 정지해 있는 것이 아닙니다. 태양계 자체가 우리 은하의 중심을 향해 공전하고 있고, 더 나아가 우리 은하도 거대한 우주의 흐름 속에서 움직이고 있습니다.

우주


태양계의 움직임: 은하 공전

태양계는 우리 은하(은하수)의 중심을 공전하고 있습니다.

이 공전에는 약 2억 5천만 년이 걸리며, 이를 "은하년(Galactic Year)"이라고 부릅니다.

태양계는 은하 중심에서 약 2만 6천 광년 떨어져 있으며, 나선팔 내부를 따라 움직이고 있습니다.


하지만 이것이 끝이 아닙니다.


우리 은하는 어디로 가고 있을까?

우리 은하는 단순히 제자리에서 회전하는 것이 아닙니다.

은하는 개별적으로 존재하는 것이 아니라, 국부 은하군(Local Group) 이라는 작은 규모의 은하 모임에 속해 있으며, 이 안에서 안드로메다 은하를 향해 약 110km/s의 속도로 이동하고 있습니다.


국부 은하군은 더 큰 구조인 처녀자리 초은하단(Virgo Supercluster) 의 일부이며,

그 초은하단조차도 더 거대한 라니아케아 초은하단(Laniakea Supercluster) 에 속해 있습니다.

라니아케아 초은하단은 거대한 중력 중심인 그레이트 어트랙터(Great Attractor) 를 향해 약 600km/s의 속도로 끌려가고 있습니다.


즉, 지구도 돌고, 태양도 돌고, 우리 은하도 돌며, 초은하단까지도 일정한 방향으로 움직이고 있는 것입니다.


우주 팽창과 중력의 영향

이제 이런 의문이 들 수 있습니다.

"우주가 팽창하고 있다면, 태양계나 은하의 공전도 점점 약해지는 것이 아닐까?"


결론부터 말하자면, 그렇지 않습니다.

그 이유는 우주의 팽창이 모든 영역에서 동일하게 작용하지 않기 때문입니다.

관측가능우주


은하 내부나 은하군(Local Group)처럼 중력이 강하게 작용하는 영역에서는 우주의 팽창이 거의 영향을 미치지 않습니다.

태양계가 은하를 공전하는 운동이나, 은하군 내부의 은하들이 상호작용하는 데는 팽창 효과가 미미합니다.

즉, 태양계가 은하를 도는 속도나 궤도가 우주 팽창으로 인해 변하지 않습니다.


왜 은하의 공전은 느려지지 않을까?

중력적 결합이 강력하기 때문


은하 내부의 공전은 은하 자체의 질량에 의해 유지됩니다.

이 질량에는 암흑물질도 포함되어 있어 강한 중력 결합을 형성하고 있습니다.

이러한 중력적 결합이 워낙 강력하기 때문에, 우주 팽창이 영향을 거의 미치지 않습니다.

은하 내부에서는 중력이 지배적이기 때문


태양계가 은하를 공전하는 이유는 은하 중심의 질량 분포에 의해 결정됩니다.

은하 내의 암흑물질 분포는 오랜 시간 동안 거의 일정하게 유지되었기 때문에, 공전 속도나 주기에도 큰 변화가 없습니다.

언제 팽창의 영향이 커질까?

비록 태양계나 은하 내부에서는 우주 팽창이 영향을 주지 않지만,

더 거대한 규모에서는 중력보다 팽창이 우세해지는 곳이 있습니다.


은하군(Local Group) 이상의 더 넓은 스케일에서는 우주 팽창이 점차 영향을 미칩니다.

은하군 바깥의 은하들은 허블 흐름(Hubble Flow) 에 의해 점점 멀어지고 있으며, 이 과정에서 중력 상호작용이 줄어듭니다.

즉, 은하군 내부에서는 중력이 우세하지만, 더 먼 곳에서는 우주의 팽창이 지배적이 됩니다.

안드로메다 은하와의 충돌: 팽창보다 중력이 강한 사례

우리 은하는 약 45억 년 후에 안드로메다 은하와 충돌할 예정입니다.

"우주가 팽창하고 있는데 왜 충돌할까?"라고 생각할 수 있지만, 이는

은하군 내부에서는 중력이 우주의 팽창보다 강하기 때문입니다.


국부 은하군 내부의 은하들은 서로 중력적으로 묶여 있어,

팽창의 영향을 거의 받지 않고 여전히 서로를 향해 이동하고 있습니다.


결론: 우리는 끊임없이 움직이고 있다

지구는 태양을 돈다.

태양은 은하 중심을 돈다.

우리 은하는 국부 은하군 내에서 움직인다.

국부 은하군은 초은하단의 중력 중심을 향해 이동 중이다.

초은하단조차도 더 거대한 우주 구조 속에서 움직이고 있다.

하지만 이 모든 것과 별개로, 우주는 팽창하고 있다.

우리는 지금도 어딘가를 향해 움직이고 있으며, 그 움직임은 단순한 공전이 아니라

거대한 우주 구조 속에서 펼쳐지는 끊임없는 흐름의 일부입니다.


비록 우주가 팽창하고 있지만, 태양계와 은하 내부의 중력은 여전히 강력하게 작용하여

우리의 공전 운동이 변하지 않도록 유지해 주고 있습니다.


"그래도 지구는 돈다."

그리고 태양도, 은하도, 초은하단도 끊임없이 움직이고 있습니다.