1광년을 걷는 데 얼마나 걸리나요?
생활에서 거리가 멀다면 우리가 사용하는 길이의 단위는 보통 킬로미터이다. 하지만 천문학에서는 길이 단위로 킬로미터를 사용하는 것이 매우 불편합니다. 왜냐하면 우주의 천체들은 매우 멀리 떨어져 있기 때문에 천체 사이의 거리를 표현하려면 더 큰 길이 단위가 필요하기 때문입니다.
태양계에서는 지구와 태양 사이의 평균 거리를 길이의 단위로 사용할 수 있다. 천문단위는 1억 5천만 킬로미터에 가깝다. 그런데 태양계 밖의 천체까지의 거리를 표현하려면 천문단위가 전혀 부족해서 보통 광년을 사용해야 합니다. 그렇다면 1광년은 얼마나 되는가? 사람이 걷는 속도로 1광년을 이동하려면 얼마나 걸리나요?
기존 이론에 따르면 빛의 속도는 우주에서 가장 빠른 국부 속도로 간주되며 빛의 속도는 모든 기준계에 대해 일정하게 유지됩니다. 따라서 광년을 정의하기 위해 빛의 속도를 사용하는 것이 가장 적절합니다. 정의에 따르면, 빛이 진공에서 1년 동안 이동하는 거리는 1광년, 즉 1년에 빛의 속도를 곱한 값인 약 9조 4600억 킬로미터입니다.
일반적으로 사람의 평균 걷는 속도는 1.1m/초, 즉 4km/h이다. 따라서 1광년을 걷는 데 걸리는 시간은 2조 4천억 시간, 약 2억 7천만년이다. 대신 달리기를 이용하면 1광년을 이동하는 데 걸리는 시간은 약 7천만년이다. 물론 이는 이상적인 상황일 뿐, 실제로는 달성할 수 없다.
시속 61,200km로 비행할 수 있는 보이저 1호도 1광년을 비행하는 데 약 17,600년이 걸립니다. 그러나 우주적 규모로 보면 1광년은 매우 가깝고, 이 거리는 태양계 바로 바깥에 있을 수도 있습니다.
태양계 너머에는 광대한 성간 공간이 있는데, 별 사이의 평균 거리는 수 광년에 달하며, 태양에서 가장 가까운 별은 4.2광년 떨어져 있다. 은하수 너머에는 더 넓은 은하간 공간이 있으며, 은하 사이의 거리는 종종 수십만 광년에 이릅니다.
그렇다면 우주가 넓기 때문에 우리가 성간 여행을 할 수 없을까요?
적어도 지금은 그렇습니다. 우리는 이미 걷는 속도보다 훨씬 빠른 속도로 태양계 밖으로 탐사선을 보낼 수 있지만, 이는 인간이 원하는 성간 비행과는 거리가 멀다. 그러나 기존 이론에 따르면 우주라는 광활한 공간은 별과 바다로 향하는 우리의 여행을 막을 수 없으며, 우리는 영원히 태양계에 묶여 있을 수도 없다.
아인슈타인의 특수 상대성 이론에 따르면, 빛의 속도에 가깝게 비행하는 우주선은 규모 감속 현상을 겪게 된다. 반면, 일반상대성이론에서는 웜홀이 우주에서 멀리 떨어진 두 곳을 연결할 수 있다고 제안합니다. 냉동보존 기술과 결합하면 미래에는 인류가 성간 여행을 할 가능성이 매우 높다. 이론은 이미 나와 있으니 이제 실습을 해볼 차례입니다.