허블상수 (Hubble Constant)
쉽게 풀면
먼 은하일수록 더 빠르게 멀어진다는 규칙에서, 거리와 속도 사이의 비례 정도를 나타내는 숫자로, 오늘날 우주가 얼마나 빠르게 팽창하고 있는지를 알려줍니다.
왜 중요한가
허블 상수는 우주의 현재 팽창률로서 우주 나이·크기·임계 밀도의 눈금을 정하므로, 거의 모든 우주론 변수가 이 값에 비례하거나 반비례합니다. 거리 사다리 측정(약 73 km/s/Mpc)과 플랑크 CMB 기반 추론(약 67)의 불일치는 새로운 물리(초기 암흑에너지, 추가 상대론적 입자 등)를 탐색하게 만드는 현재 우주론의 최대 미해결 문제입니다. 허블 상수의 역수에 해당하는 허블 시간은 대략적인 우주 나이의 눈금이 되며, 이 값이 별의 나이 추정치보다 짧아지면 우주론 모형 전체를 재검토해야 하는 심각한 모순이 된다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
서로 다른 방법으로 측정한 허블상수 값이 일치하지 않는 최근 우주론의 주요 미해결 문제를 설명한다.
서로 다른 관측 방법으로 구한 허블상수 값을 비교·교차검증하려는 시도가 허블긴장 문제 해결을 위한 연구 방향임을 보여준다.
조금 더 깊게 보면
'상수'라는 이름과 달리 허블 변수 H(t)는 시간에 따라 변하며, H_0는 현재 시점의 값을 뜻할 뿐이므로 과거 우주의 팽창률과 혼동하면 안 됩니다. 허블 상수의 역수가 우주 나이의 대략적 추정이 되는 것은 감속과 가속이 상쇄되는 우연에 가까우며, 정확한 나이는 프리드만 방정식 적분이 필요합니다. 문헌의 h는 H_0/100의 무차원 값으로, 거리와 질량이 h^-1, h^-2 같은 단위로 표기되어 허블 상수 불확실성을 분리해 두는 관행을 알아야 논문 수치를 비교할 수 있습니다. 최근에는 강한렌즈 시간지연이나 표준사이렌처럼 거리 사다리를 전혀 거치지 않는 독립 측정법이 늘고 있으며, 이런 방법들의 결과가 어느 쪽 값에 더 가까운지가 허블 긴장의 향방을 가늠하는 시험대가 되고 있다.
주의할 점
허블상수는 이름과 달리 시간에 따라 일정한 값이 아니라 우주의 팽창 역사에 따라 변하는 양으로, '현재' 시점의 팽창률을 나타낸다는 점에 유의해야 한다.