광년과 되돌아보는 시간: 과거를 보기

빛은 빠르지만 순간적으로 이동하지는 않아. 진공에서 빛은 정확히 299,792,458 m/s의 속도로 이동해. 이는 약 300,000 km/s이고, 이 값이 미터를 정의해. 1년 동안 빛이 이동하는 거리는

299,792,458 m/s × 31,557,600 s ≈ 9.46 × 10¹⁵ m, 즉 약 9.46조 km야.

이 거리가 1광년(ly)이야. 광년은 시간의 단위가 아니라 거리의 단위야. "10광년 떨어진" 별은 10 × 9.46 × 10¹⁵ m만큼 떨어져 있는 별이라는 뜻이야.

거리는 시간이 돼. 빛이 도착하는 데 시간이 걸리기 때문에, 빛이 걸린 시간은 간단히 t = d / c로 나타낼 수 있어. 우리는 언제나 빛이 천체를 떠났을 때 천체가 어떤 모습이었는지 보고 있어.

첫 두 줄을 확인해 보자. 달은 3.844 × 10⁸ m 떨어져 있고, 3.844 × 10⁸ / 2.998 × 10⁸ ≈ 1.28 s야. 태양의 경우에는 1.496 × 10¹¹ / 2.998 × 10⁸ ≈ 499 s야.

멀리 본다는 것은 과거를 본다는 뜻이야. 우리가 안드로메다 은하에서 모은 빛은 약 250만 년 전에 그곳을 떠났어. 그때는 지구에 최초의 돌도구가 등장하던 시기였지. 우리는 오늘날 안드로메다 은하가 어떤 모습인지 볼 수 없어. 이 모습이 틀린 것은 아니야. 단지 오래된 모습일 뿐이고, 이보다 더 최신의 모습을 더 빨리 얻을 방법은 없어.

이렇게 망원경은 타임머신이 돼. 은하가 멀리 있을수록 우리는 우주 역사에서 더 이른 시기의 모습을 보게 돼. 나중에 다른 세계에서는 가장 오래된 빛을 보게 될 거야.

파섹. 천문학자들은 파섹 (pc)도 사용해. 파섹 1개는 천문 단위 1개가 1각초의 각도로 보이는 거리야(각초는 1도의 1/3,600이야). 이는 3.26 광년, 즉 3.09 × 10¹⁶ m에 해당해. 천 파섹은 kpc, 백만 파섹은 Mpc라고 써. 안드로메다 은하는 약 0.78 Mpc 떨어져 있고, 1 Mpc는 약 3.26백만 광년이야.