우주 거대구조
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1. 개요
우주 거대구조는 은하, 은하군, 은하단이 모여 형성된 초은하단들이 연결되어 나타나는 거대한 구조를 의미한다. 이러한 구조는 은하 필라멘트와 보이드(초공동)로 구성되며, 마치 비누 거품과 같은 형태로 은하 필라멘트에는 은하가 존재하고, 보이드에는 거의 존재하지 않는다. 우주 거대구조는 우주 초기의 요동이 중력 불안정성에 의해 성장하여 만들어진 것으로 생각되며, 암흑 물질이 이러한 구조 형성에 중요한 역할을 한다고 추정된다. 관측 기술의 발달로 슬론 디지털 스카이 서베이(SDSS)와 같은 대규모 은하 서베이를 통해 우주 거대구조 연구가 활발히 진행되고 있으며, 적색편이 효과 보정이 중요한 연구 과제로 다루어진다.
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| 우주 거대구조 |
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2. 형태
은하는 수백에서 수천 개가 모여 은하군, 은하단을 형성한다. 이 은하군과 은하단이 더 모여 초은하단을 형성하는데, 이 초은하단은 평면상의 벽과 같은 분포를 보인다.[1] 이 거대한 벽을 거대구조 또는 은하 필라멘트라고 부른다.
CfA 적색편이 조사 이후 그레이트 월이 발견되었고, 관측 기술의 발전과 함께 더 멀리 있는 은하를 더 많이 관측하는 대규모 은하 서베이 관측이 이루어지고 있다. 대표적인 예로 슬론 디지털 스카이 서베이(SDSS)와 2dF 은하 적색편이 조사 등이 있다.
우주 거대구조는 우주 초기의 요동이 중력 불안정성에 의해 성장하여 만들어진 것으로 생각된다. 이 구조를 이루는 은하의 상관 함수 관측과 수치 시뮬레이션의 비교를 통해, 현재와 같은 구조를 만들기 위해서는 우주의 질량 대부분이 차가운 암흑 물질로 이루어져 있어야 한다고 생각된다.
현대 우주론은 우주의 기원, 진화, 구조, 미래를 연구하는 학문이다.
1980년대에 들어서, 하나의 은하 필라멘트와 다른 은하 필라멘트 사이에는 빛을 발하는 천체가 거의 없는 영역이 있다는 것이 밝혀졌다. 이것을 보이드(초공동)라고 부르며, 그 직경은 1억 광년을 넘는다.
우주의 대규모 구조는 은하 필라멘트와 초공동이 복잡하게 얽힌 구조이지만, 이것은 마치 비누 거품을 냈을 때 생기는, 여러 겹으로 쌓인 거품과 같은 구조이다. 즉, 거품의 막인 은하 필라멘트에는 은하가 존재하고, 거품 속의 공동인 초공동에는 은하가 거의 존재하지 않는다.
3. 관측
은하까지의 거리를 적색편이만으로 측정하면 대규모 구조가 실제와 다르게 보일 수 있다.[1] 예를 들어 은하단 뒤에 있는 은하는 은하단 쪽으로 끌어당겨져 다소 청색편이로 보이고, 반대로 은하단 앞에 있는 은하는 다소 적색편이로 보인다. 이러한 효과를 보정하지 않으면 은하단 주위의 은하는 실제보다 납작하게 분포된 것처럼 보인다.[2]
은하단 내부의 은하는 은하단 중심에 대해 무작위 속도 분산을 가지므로, 각 은하의 적색편이는 은하단 자체의 값을 중심으로 퍼진 분포가 된다. 이 적색편이를 거리로 사용하면 은하단은 시선 방향으로 길게 늘어져 보인다. 마치 은하 분포가 관측자(지구) 방향을 가리키는 것처럼 보여 Finger of God|핑거 오브 갓영어 효과라고 한다.
4. 형성 원인
플라스마 우주론에서는 우주 거대구조가 될 거대한 가스 덩어리가 먼저 생성되었다고 생각된다. ''플라스마 우주론#우주구조체의 생성을 참조하십시오.''
5. 현대 우주론
5. 1. 구조 형성
은하는 수백에서 수천 개가 모여 은하군, 은하단을 형성한다. 이 은하군과 은하단이 더 모여 초은하단을 형성하는데, 이 초은하단은 평면상의 벽과 같은 분포를 보인다.[1] 이 거대한 벽을 거대구조 또는 은하 필라멘트라고 부른다.
1980년대에 들어서, 하나의 은하 필라멘트와 다른 은하 필라멘트 사이에는 빛을 발하는 천체가 거의 없는 영역이 있다는 것이 밝혀졌다. 이것을 보이드(초공동)라고 부르며, 그 직경은 1억 광년을 넘는다.
우주의 대규모 구조는 은하 필라멘트와 초공동이 복잡하게 얽힌 구조이지만, 이것은 마치 비누 거품을 냈을 때 생기는, 여러 겹으로 쌓인 거품과 같은 구조이다. 즉, 거품의 막인 은하 필라멘트에는 은하가 존재하고, 거품 속의 공동인 초공동에는 은하가 거의 존재하지 않는다. 우주 거대구조는 우주 초기의 요동이 중력 불안정성에 의해 성장하여 만들어진 것으로 생각된다. 이 구조를 이루는 은하의 상관 함수 관측과 수치 시뮬레이션의 비교를 통해, 현재와 같은 구조를 만들기 위해서는 우주의 질량 대부분이 차가운 암흑 물질로 이루어져 있어야 한다고 생각된다.
플라스마 우주론에서는 우주 거대구조가 될 거대한 가스 덩어리가 먼저 생성되었다고 생각된다.
5. 2. 구성 성분
Λ-CDM 모형은 현재 우주를 가장 잘 설명하는 모형으로, 우주 거대구조는 우주 초기의 요동이 중력 불안정성에 의해 성장하여 만들어진 것으로 생각된다. 이 구조를 이루는 은하의 상관 함수 관측과 수치 시뮬레이션의 비교를 통해, 현재와 같은 구조를 만들기 위해서는 우주의 질량 대부분이 차가운 암흑 물질로 이루어져 있어야 한다고 생각된다.[1]
플라스마 우주론에서는 우주 거대구조가 될 거대한 가스 덩어리가 먼저 생성되었다고 생각된다.[1] ''플라스마 우주론#우주구조체의 생성을 참조하십시오.''[1]
5. 3. 관측 기기
CfA 적색편이 조사 이후, 그레이트 월의 발견과 함께 관측 기술이 발전하면서 더 멀리 있는 은하들을 더 많이 관측하는 대규모 은하 서베이 관측이 이루어지고 있다. 대표적인 예로 슬론 디지털 스카이 서베이(SDSS)와 2dF 은하 적색편이 조사 등이 있다.
우주 거대구조 연구에 사용되는 다양한 관측 기기들은 다음과 같다.
| 관측 기기 | 설명 |
|---|---|
| BOOMERanG | 우주 배경 복사 관측 |
| COBE | 우주 배경 복사 관측 |
| 플랑크 | 우주 배경 복사 관측 |
| 암흑 에너지 연구 | |
| 유클리드 | 우주 망원경 |
| LSST | 대규모 시놉틱 탐사 망원경 |
| SDSS | 슬론 디지털 전천 탐사 |
| 2dF | 2dF 은하 적색편이 탐사 |
| WMAP | 윌킨슨 마이크로파 비등방성 탐색기 |
참조
[1]
웹사이트
宇宙の大規模構造、超銀河団、超空洞、壁 理科年表オフィシャルサイト
https://official.rik[...]
[2]
뉴스
거미줄 닮은 ‘우주 거대구조’ 맞춰 늘어선 블랙홀들
http://nownews.seoul[...]
나우뉴스
2014-11-24
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