관측가능우주 (Observable Universe)
쉽게 풀면
우주가 태어난 이후 지금까지 빛이 우리에게 도달할 수 있었던 범위까지의 우주로, 그 너머는 원리적으로 관측할 수 없다.
왜 중요한가
관측 가능한 우주는 빅뱅 이후 빛이 우리에게 도달할 수 있었던 영역으로, 우주론적 주장의 경험적 범위를 정합니다. 그 반지름이 공변거리로 약 460억 광년이라는 값은 팽창 역사를 적분한 것이며, 우주 분산과 우주론 원리의 검증 가능성이 모두 이 유한한 부피에 묶여 있습니다. 관측 가능한 우주 안의 은하 수 추정도 이 부피와 은하 밀도에서 나옵니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
엘리스는 일반상대성이론에 기반해 관측 가능한 우주의 경계(입자지평선)를 엄밀하게 정의하고 그 우주론적 함의를 논의했다.
우리가 원리적으로 볼 수 있는 가장 먼 지점까지의 거리를, 팽창하는 공간을 고려해 계산한 값이 약 460억 광년이라는 뜻이다.
조금 더 깊게 보면
반지름이 우주 나이에 광속을 곱한 138억 광년이 아닌 것은 빛이 오는 동안 공간이 팽창했기 때문이며, 이 차이는 흔한 혼동의 원인입니다. 관측 가능한 우주는 전체 우주의 경계가 아니라 우리 위치를 중심으로 한 지평선이라 다른 위치의 관측자는 다른 영역을 봅니다. 실제로 볼 수 있는 가장 먼 빛은 CMB이고 그 너머는 중성미자나 중력파로만 접근 가능하므로, 전자기파 기준의 관측 가능 영역은 입자 지평선보다 약간 작습니다. 관측 가능한 우주의 부피 안에도 아직 빛이 도달하지 않은 영역들이 시간이 지나면 새롭게 지평선 안으로 들어오므로, 이 경계는 고정된 것이 아니라 시간에 따라 계속 넓어진다.
주의할 점
관측가능우주는 우주 전체와 동일한 것이 아니며, 실제 우주는 관측가능우주보다 훨씬 크거나 무한할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
가속 팽창이 계속되면 미래에는 지금 보이는 은하 상당수가 오히려 관측 가능한 우주 밖으로 멀어져 더 이상 신호를 주고받지 못하게 된다는 예측도 함께 논의된다.