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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

천문학

젊은 우주에서 수십억 광년의 별빛 보기

미디어위원회
2022-08-22

젊은 우주에서 수십억 광년의 별빛 보기

(Seeing Distant Starlight in a Young Universe)

by Jake Hebert, PH.D.


    많은 사람들은 수십억 광년의 먼 별빛을 최근(젊은 연대) 창조론을 반대하는 주요한 근거라고 생각하고 있다. 창조 천문학자와 진화 천문학자들 모두 먼 은하가 우리로부터 수십억 광년 떨어져 있다는 것에 동의한다.[1] 1광년은 빛이 1년 동안 이동한 거리로서, 약 6조 마일이다. 그렇다면 먼 별빛이 우리에게 도달하는 데 수십억 년이 걸렸을까?


빛의 속도를 측정하기

물리학자들은 c라는 문자를 빛의 속도(광속)를 나타내는 기호로 사용한다. c를 결정하기 위해서, 빛이 거울에 반사되어 되돌아오는데 걸리는 시간을 매우 정확한 시계로 측정한다(Figure 1). 광원과 거울 사이의 거리가 5m인 경우, 측정된 속도는 왕복거리 10m를 주행 시간으로 나눈 값이다. 이 측정치들은 빛의 속도 c가 초당 30만 km라는 것을 보여준다.

빛의 기이함

빛의 속도(c)는 다소 기이하고, 이것은 그 문제를 복잡하게 만든다. c의 값은 광원이 당신을 향해 이동하든지, 당신에게서 멀어지든지, 아니면 가만히 있던 지에 관계없이 항상 초당 30만 km이다. 잠시 생각해보면, 이것은 정말로 직관과는 어긋나는 일이다. 이것은 아인슈타인의 상대성 이론(theory of relativity)을 이끈 세부 사항 중 하나인데, 이것은 시계가 다른 속도로 돌아가는 것과 같은 이상한 효과를 가져온다.

TV 과학 시리즈물 코스모스(Cosmos)의 2014년 재방영에서 상대성 이론이 거리와 시간에 대한 우리의 "상식적인" 이해를 어떻게 무효화하는지 설명했다는 것은 아이러니하다. 하지만, 거기에서도 먼 별빛이 최근 창조론을 기각한다고 주장하면서, 거리와 시간에 대한 "상식적인" 이해를 사용했다.[2]


빅뱅 이론도 별빛-시간 문제를 갖고 있다.

빅뱅 이론도 먼 별빛 문제인 수평선 문제(horizon problem)를 갖고 있다.[3] 그것은 빅뱅 이론가들이 급팽창(inflation)이라고 불리는 과정을 빅뱅 이론에 도입하게 된 몇 가지 이유 중 하나였다.[4] 급팽창은 그러한 문제들을 해결할 수 있지만, 그것은 훨씬 더 나쁜 다른 문제들을 만들어낸다. 이전의 지지자들은 급팽창 빅뱅이론은 과학적 이론도 아니라고 주장하며, 심하게 비판한다.[5] 2014년 급팽창에 대한 "스모킹 건(결정적 증거)"이라고 주장됐던 증거는 빠르게 철회되었다.[6]

게다가, 멀리 떨어져 있는 은하들은 종종 빅뱅 이론의 예측보다 더 성숙해서 나타난다. 만약 누군가가 먼 별빛이 정말로 우리에게 도달하는데 수십억 년이 걸렸다고 가정한다면, 가장 먼 은하의 모습은 130억 년 전이 넘는, 빅뱅 직후의 모습을 보고 있는 것이다. 가장 멀리 있는 은하들은 "미성숙하고" "진화되지 않은" 은하처럼 보여야 하지만, 그것들은 늘상 이러한 예상과 모순되고 있다.[7]

따라서 세속적 천문학자들은 은하의 진화가 그들이 생각했던 것보다 훨씬 더 빨리 일어났다고 주장한다. 그러나 이러한 주장은 은하의 진화가 어떻게 일어날 수 있었는지, 그리고 왜 그렇게 빨리 일어날 수 있었는지, 그리고 왜 그들의 모습이 이전의 예상과 그렇게 틀렸는지를 설명하는데 아무런 도움이 되지 않는다.

이러한 관측은 은하의 진화에 대한 진화론적 개념에 문제가 있거나, 먼 별빛이 우리에게 도달하는 데 수십억 년이 걸렸을 것이라는 가정이 잘못되었거나, 혹은 둘 다 임을 의미한다.


초자연적 설명, 자연적 설명?

어떤 이들은 창조론자들이 먼 별빛을 설명하려고 시도는 "성역"을 침범하는 것이라고 우려하고 있다. 창조 주간은 독특한 초자연적 활동의 시간이었고, 우리는 그것에 대한 모든 것을 이해할 수 없다는 것이다. 사실, 우리는 그것의 대부분을 이해할 수 없다! 그러나 우리가 확실히 알지 못하더라도, 먼 별빛 문제를 탐구하는 것은 가치 있는 일이다.

아래에서 논의된 바와 같이, 적어도 이론적으로는 먼 별빛이 오늘날에도 우리에게 빠르게 도달하고 있을 가능성이 있다. 만일 그렇다면, 정확한 설명은 창조주간의 기적이 되지 않을 수 있다. 왜냐하면 하나님께서는 그분의 창조 작업을 6일째(창 2:1-2)에 마치셨기 때문이다. 이 경우에 설명은 정상적인 물리학적 관점에서 이해할 수 있을 것이다.

하나님이 별빛을 우리에게 빨리 가져다주시기 위해 기적을 사용하셨다고 해도, 우리는 그 기적의 영향을 이해할 수 있을지도 모른다. 예를 들어, 하나님이 창조주간에 광속(c)이 훨씬 더 빠르게 이동하도록 명령하셨다면, 이것은 과학적으로 설명할 수 없는 기적일 것이다. 그러나 그러한 기적은 빅뱅 이론가들이 설명할 수 있는 것보다, 우리가 더 잘 설명할 수 있는 천문학적 단서들을 남겼을지도 모른다. 그러므로, 하나님께서 아담의 눈에 먼 별빛을 어떻게 가져다주셨는지를 이해하려고 노력하는 것은 성경적 관점에서 유용하다.


우리는 먼 별빛 문제에 대해 이야기할 수 있을까?

물리학자들은 거울로 반사되는 빛의 총 왕복 시간을 측정함으로써 c를 측정한다는 것을 기억해야 한다. 여러분은 "왜 거울이 필요한가? 왜 시계 두 개를 떨어진 곳에 두고 측정하면 안 되는 가?“라고 질문할 수 있다. 

빛의 속도는 너무 빨라서, 오답이 나오지 않도록 하기 위해서는 정확하게 동시화된 시계가 필요하다. 그러나 확립된 상대성 이론에 따르면, 비록 서로 옆에 있는 두 개의 시계가 동시화되었다 하더라도, 그중 하나를 움직이면, 그 움직임은 즉시 그들을 비동시화 하게 만든다. 많은 현명한 시도들에도 불구하고, 아무도 이 어려움을 극복하는 방법을 알아내지 못했다. 일방향(one-way)의 광속을 측정하는 것은 불가능해 보인다.

그러나 만약 빛의 일방향 속도를 측정하는 것이 불가능하다면, 먼 별빛이 우리에게 도달하는 시간을 계산하는 것도 불가능하다. 그 여행 시간은 분명히 알 수 없다. 그리고 만약 이 여행 시간을 알 수 없다면, 우리는 빛의 여행 시간 문제에 대해 말할 수 있을까? 그런 문제가 실제로 존재할까?

심지어 전통적 물리학자들도 빛의 외향 속도(outbound speed)가 c/2 이라면, 멀리 떨어진 별에서 오는 빛이 전혀 순식간에 우리에게 도달할 수 있다는 것이 이론적으로 가능하다는 것을 인정하고 있다.[8] 이것은 우리가 시차 없이 실시간으로 우주를 보고 있다는 것을 의미할 것이다.


구조 장치로서 상대성 이론?

위의 논의에서 제시했듯이, 대부분의 창조론자들은 아인슈타인의 상대성 이론(theory of relativity)이 이 질문에 대답하는 열쇠라고 생각한다.[9] 그들은 일반적으로 이 문제에 대해 두 가지 접근법을 취해왔다. 하나는 우리가 빛의 일방향 속도를 측정할 수 없다는 것과 관련이 있다. 이러한 불가능(inability)은 상대성 이론에 따르면, 한 관측자가 보고 있는 사건이 반드시 다른 관찰자에게 동시에 보여질 필요는 없다는 사실과 밀접한 관련이 있다.

두 번째 접근법은 물리학자인 러셀 험프리스(Russell Humphreys) 박사가 처음 제안했던 ‘시간 팽창(time dilation)’이라고 불리는 것을 사용하는 것이다.[10] 이론과 실험 모두에서, 중력(gravity)이 다른 곳에 있는 두 시계는 다른 속도로 흘러간다는 것을 보여준다. 간단히 말해서, 중력은 시계를 느리게 가도록 만든다. 이것은 심우주(deep space)의 시계가 지구의 시계보다 훨씬 더 빨리 흘러갈 수 있을 가능성을 높인다. 이것은 창조 이후 심우주에서는 수십억 년의 시간이 흘러갔지만, 지구의 시계로 측정된 것은 6,000년 밖에 되지 않을 수 있다.[11]

이러한 접근법에는 장단점이 있다. 아래에서 논의한 바와 같이, 시간 팽창은 충돌하는 은하와 같은 장구한 시간을 암시하는 심우주 관측을 더 잘 설명할 수 있는 것으로 보인다(Figure 2). 그러나 다른 창조론자들은 험프리스의 시간 팽창 모델이 그것이 작동되는데 필요한 수십억 년의 중력적 시간 팽창을 제공할 수 있는지에 대해 의문을 제기한다.[12]

무한히 빠른 빛의 내향 속도(inbound speed)는 먼 별빛 문제에 쉽게 대답할 수 있는 방법이지만, 많은 사람들은 그것을 철학적, 과학적으로 만족스럽지 못한 것으로 본다. 훨씬 더 큰 문제는 은하들은 보통 너무 멀리 떨어져 있어서, 단지 6,000년 후에 은하들 사이의 충돌이 일어날 것이라고는 예상하지 못한다는 것이다. 그러나, 컴퓨터 시뮬레이션은 충돌하는 은하의 모습을 재현하는 데 매우 좋은 역할을 한다.[13] 이것은 이러한 충돌이 단순히 하나님이 매우 가까운 몇몇 은하를 창조함으로써 야기된 환상이 아니라, 시간의 경과에 따른 실제 과정의 결과라는 것을 강하게 시사한다.


새로운 제안

최근 러셀 험프리스(Russell Humphreys) 박사는 창조주간 1일에서 4일까지 하나님이 심우주에서 c를 훨씬 더 크게 했다는 성경에 근거한 옵션을 제안했다. 관심 있는 독자들은 온라인에서 그의 설명을 볼 수 있다.[14] 비록 거리낌 없이 받아들이기에는 너무 이르지만, 이 옵션은 몇 가지 이유 때문에 내 마음에 든다.

심우주에서 빛의 속도가 훨씬 빨랐을 것이라는 제안은, 먼 별빛을 우리에게 빨리 가져다줄 수 있는 꽤 명백한 방법이다. 그리고 c의 높은 값을 창조주간 1일에서 4일로 제한함으로써, 이전의 "더 빠른 빛의 속도" 창조론자들의 제안을 괴롭혔던 몇 가지 잠재적인 문제들을 피할 수 있게 해준다.

하지만 추가적인 보너스(장점)가 있다. 많은 사람들은 c는 어떤 물체가 우주를 통해 이동할 때 움직일 수 있는 "우주 속도의 한계"라는 것을 알고 있다.[15] 그러나 c가 또한 물체가 시간을 통해 얼마나 빨리 이동하는지를 통제한다는 것을 알지 못할 수 있다.

상대성 이론에서 시간은 길이, 높이, 폭과 같은 하나의 차원으로 생각할 수 있다. 이 네 가지 차원은 서로 얽혀서 물리학자들이 시공간(spacetime)이라고 부르는 것을 형성한다. 물리학자 루이스 엡스타인(Lewis Epstein)의 설명에 따르면, 모든 물체는 시공간을 빛의 속도로 이동한다.

왜 당신은 빛보다 빨리 여행하지 못하는가? 빛의 속도보다 더 빨리 갈 수 없는 이유는 더 느리게 갈 수 없기 때문이다. 시공간은 단 한 가지 속도밖에 없다. 당신을 포함한 모든 것은 항상 빛의 속도로 움직인다.[16]

당신은 광속으로 우주(space)를 이동할 수 없지만, 광속으로 시공간(spacetime)을 이동할 수 있다.[17] 광속 중 일부는 공간을 통과해 이동하는 것이고, 일부는 시간을 통과해 이동하는 것이다. 엡스타인은 계속한다 :

시공간을 통과하는 속도를 높일 수 있다면, 그 증가는 시간이나 공간을 통해서, 또는 둘의 조합을 통해서 속도를 증가시키는 데 사용될 수 있다. 하지만 아무도 그것을 늘리는 방법을 모른다.[16]

그러나 예수님은 하실 수 있다! 그분은 1일에서 4일째 되는 날까지 심우주에서 c가 지구 근처의 c보다 수조 배 더 크게 되라고 명령하실 수 있었다. 광속(c)은 천체가 시공간을 통해 얼마나 빨리 움직이는 지를 통제하기 때문에, 이것은 자동적으로 심우주 전체가 시공간을 수조 배나 더 빠르게 움직일 수 있다는 것을 의미한다.

이것은 심우주 시계가 지구 시계나 근처에 있는 시계보다 수조 배나 더 빠르게 흘러갈 수 있었다는 것을 암시한다. 이것은 장구한 시간을 나타내는 심우주 관측을 설명할 수 있는 충분한 시간을 제공하면서, 동시에 우리에게 멀리 있는 별빛을 빠르게 가져다 줄 수 있다.

창조론 비판가들은 심우주에서의 c가 한때 지금보다 훨씬 더 빨랐었다는 제안을 좋아하지 않을 것이다. 하지만 우리 중 누구도 (지금이나 과거에나) 심우주에서 c를 측정할 수 없기 때문에, 이것은 과학적 반대가 아니라, 철학적 반대인 것이다. 성경적 세계관 안에서, 예수님이 이런 일을 하셨을 수도 있다는 것은 완벽하게 일리가 있다. 결국 그분은 지구에 빛이 빨리 도달하도록 하는 그분의 의도를 말씀으로(”이르시되“) 나타내셨다.(창 1:14~19)


결론

회의론자들은 증명되지 않은(그리고 아마도 증명할 수 없는) 가정을 함으로써, 먼 별빛 문제를 최근(젊은 연대) 창조론에 반대하는 주장으로 사용하고 있다. 또한 그들은 빅뱅 이론도 비슷한 문제가 있다는 것을 무시하고 있다. 그래서 먼 별빛 문제는 사실 최근 창조론에 대한 철학적 반대이지, 과학적 반대가 아닌 것이다.[18]

창조과학자들은 아직 이 질문에 대한 대답의 모든 세부 사항들을 확정하지는 못했지만, 의심스러운 진화론적 철학적 가정을 거부함으로써, 알려진 물리학과 일치하는, 가능성 있는 해결책들을 제시하고 있는 것이다.


References

1. Simple geometry shows that some stars are thousands of light-years from Earth, and these measurements can be used to calibrate still greater distances of millions and billions of light-years.

2. A Sky Full of Ghosts. Cosmos: A Spacetime Odyssey, season 1, episode 4. Premiered March 30, 2014.

3. The Big Bang’s horizon problem is that far-apart regions of space have the same temperature for the cosmic microwave background radiation. This could be achieved by radiant energy traveling at the speed of light between these regions. But even 13.8 billion years is insufficient time for light to travel such great distances.

4. Inflation, as originally proposed, is a very brief, faster-than-light expansion of space right after the Big Bang. It solves the horizon problem in that regions of space that today are far apart were, before inflation, sufficiently close together for radiant energy to equalize their temperatures. However, inflation is totally ad hoc and has serious problems of its own.

5. Hebert, J. Big Bang Blowup at Scientific American. Creation Science Update. Posted on ICR.org May 29, 2017, accessed February 28, 2022.

6. Hebert, J. Big Bang Evidence Retracted. Creation Science Update. Posted on ICR.org February 12, 2015, accessed February 28, 2022.

7. Hebert, J. Most Distant Rotating Disk Galaxy Challenges Secular Models. Creation Science Update. Posted on ICR.org May 28, 2020, accessed February 28, 2022.

8. Why No One Has Measured the Speed of Light. Veritasium. Posted on youtube.com October 31, 2020, accessed February 28, 2022.

9. Most creationists no longer favor the light-created-in-transit idea. See Hebert, J. 2020. How Can We See Distant Starlight in a Young Universe? Creation Basics & Beyond, 2nd ed. Dallas, TX: Institute for Creation Research, 403-409.

10. Humphreys, D. R. 1994. Starlight and Time: Solving the Puzzle of Distant Starlight in a Young Universe. Green Forest, AR: Master Books.

11. This does not violate Scripture because the days of creation are clearly measured with respect to clocks on Earth (“and there was evening and morning, the first day,” etc.), not by clocks in deep space.

12. Comment by physicist P. W. Dennis at a cosmology panel discussion, August 1, 2018, at the Eighth International Conference on Creationism.

13. Galaxy Collisions: Simulation vs Observations. NASA. Posted on svs.gsfc.nasa.gov September 25, 2015, accessed April 28, 2022.

14. Humphreys, D. R. Toward a More Biblical Cosmology. Gateway Creation Conference. Posted on youtube.com November 22, 2021, accessed April 21, 2022.

15. Objects with mass cannot accelerate up to or beyond c.

16. Epstein, L. 2000. Relativity Visualized. San Francisco, CA: Insight Press, 78-85. Emphasis in original. Epstein skillfully uses cartoons and diagrams to visually explain the concepts of relatively theory with a minimum of equations. His book is a wonderful resource for both scientists and laypeople.

17. See also theoretical physicist Dr. Sabine Hosenfelder’s video “Do we travel through time at the speed of light?” Posted on youtube.com August 29, 2020, accessed March 1, 2022.

18. Dennis, P. W. 2018. Consistent Young Earth Relativistic Cosmology. In Proceedings of the Eighth International Conference on Creationism. J. Whitmore, ed. Pittsburgh, PA: Creation Science Foundation, 14-35.

*Dr. Hebert is Research Scientist at the Institute for Creation Research and earned his Ph.D. in physics from the University of Texas at Dallas.

*Cite this article: Jake Hebert, Ph.D. 2022. Seeing Distant Starlight in a Young Universe. Acts & Facts. 51 (7).



*참조 : 별빛-시간 문제에 내재된 7가지 가정들 : 수십억 광년의 별빛은 성경적 창조론을 부정하는가?

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출처 : ICR, 2022. 6. 30.

주소 : https://www.icr.org/article/distant-starlight-in-young-universe/

번역 : 미디어위원회



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