과학자들이 초창기 우주가 오렌지색이라고 하는 이유

일단 우주에는 전자파라는 개념이 있음
대표적인 특징은 온도가 있는 모든것은 전자파를 내뿜는다는 건데
이짤은 전자파의 분광방사휘도와
파장의 상관관계를 알아보기 위한 그래프인데
대충 설명하자면 전자파는 온도에 따라서 색이 빠뀜
2800K~3000K의 전자파는
노란색~오렌지색의 가시광선을 방사함
그리고 이 그래프는 온도와 파장을 나타낸 그래프임
아무튼 이 그래프에서 제일 왼쪽 점선이
우주배경복사인데
우주배경복사의 파장은
1.9mm
160.2Hz에 피크가 있으니
이걸 온도로 환산하면
2.7K
즉 우주의 온도는 약 -270도라는 이야기
근데 문제는 이 마이크로파가 우주 전체에서 퍼지고 있다는 점
이 파장 1.9mm짜리 우주배경복사를 보면
명확하게 피크가 존재한다는게 보임
신기한건 우주 전역에서 오는 마이크로파의 꼭지점이 여러개가 아니라는 거임
그말은 즉
우주배경복사의 발원점은 단 한 곳이라는 사실
축하합니다
당신은 지금 빅뱅이론의 실험적 증거를
보고계십니다
아무튼 그렇게 빅뱅이 일어나고 10의 -36승초에서 10의 -32승초까지 급격한 팽창이 일어남
이걸 우주 인플레이션이라고 함
그리고 빅뱅 직후 약 20분 뒤
빅뱅원소합성으로 인해 인플레이션이 일단 종료되는데
이때 소립자들이 안정되어서 원자 같은것들이 생겨남
근데 그냥 생기는게 아니고 끈적끈적한 수프 상태로
우주 전체가 충만해짐
물론 팽창은 계속됨
이때 우주의 온도는 약 10억도 정도임
10억도에서 내뿜는 빛은 굉장히 밝을 것 같지만
파장이 짧기 때문에
인간의 눈으로는 볼 수가 없음
그 후 우주가 팽창하고
우주의 온도도 내려감
근데 온도가 내려가니깐
전자파의 파장이 길어지고
감마선에서 엑스선
엑스선에서 자외선으로 변화하기 시작함
이렇게 빅뱅 이후 37만년 후
우주는 태양과 같은 흰색 같은 노란 빛깔이 되었음
이시절 우주는 양성자와 전자가 자유롭게 움직이는
플라즈마 상태였음
이건
태양의 내부와 매우 흡사함
플라즈마 상태에서는 전자파가 직선으로 움직이지를 못함
왜냐하면 빛은 전자로 산란해서 이리가고 저리가고 하는데
그게 너무 걸리는거임
실제로 태양 내부의 빛이 외부로 빠져 나오는데
100만년이 걸린다고 함
초기 우주도 이와 똑같았음
우주가 투명해짐
지금까지 자유롭게 움직이고 있던 전자가
양성자에 붙들려버려 원자가 되어버림
그러면서 수소,헬륨 같은 물질이 만들어지면서
우주가 투명해짐
이때 플라즈마에 속박당한 전자파가 해방되면서
갑자기 공간을 직진하기 시작함
이렇게 우주는 3000도가 방사한 전자파가
가득 차게 되어버림
그럼 3000도가 발하는 전자파의 가시광선은 무슨색이라고 아까 말했지?