How big is 기가파섹?

기가파섹은 10억 파섹, 즉 약 32억 6000만 광년에 해당하는 거리 단위이다. 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리이다. 미터로 나타내면 1기가파섹은 약 3.09 × 10²⁵이며, 10²⁵은 1 뒤에 0이 25개 붙는 수이다. 천문학자들은 우주에서 가장 먼 거리를 나타낼 때 이 단위를 쓴다.

정의

파섹은 천문학자들이 쓰는 단위를 정하는 국제천문연맹(IAU)이 정의한다. 1파섹은 정확히 648,000을 파이로 나눈 값만큼의 천문단위이다. 1천문단위는 정확히 149,597,870,700미터이며, 지구에서 태양까지의 평균 거리에 가깝다. 이에 따라 1파섹은 약 3.26광년, 즉 약 30조 9000억 킬로미터이다.

국제단위계(SI)의 접두어 기가는 10억(10⁹)을 뜻한다. 따라서 1기가파섹은 약 206조 천문단위, 즉 약 3.09 × 10²²킬로미터이다. 빛이 이 거리를 가로지르는 데는 약 32억 6000만 년이 걸리며, 이는 138억 년인 우주 나이의 4분의 1에 가깝다.

크기 비교

• 1파섹을 1밀리미터로 줄인다면, 1기가파섹은 길이가 1,000킬로미터일 것이다.
• 지름이 각각 약 10만 광년인 우리 은하 원반 약 3만 3000개를 끝과 끝을 맞대어 한 줄로 늘어놓으면 1기가파섹에 이른다.
• 우리 은하를 포함하는 은하단의 띠인 물고기자리-고래자리 복합 초은하단은 길이가 약 0.3기가파섹이다. 약 3개를 끝과 끝을 맞대어 한 줄로 늘어놓으면 1기가파섹에 이른다.
• 멀리 있는 은하들로 이루어진 것으로 제안된 구조인 헤라클레스자리-북쪽왕관자리 장성은 2~3기가파섹에 걸쳐 있는 것으로 추정된다.
• 관측 가능한 우주는 빛이 지구에 도달할 시간이 있었던 우주의 부분으로, 반지름이 약 14.3기가파섹이다. 지름은 약 29기가파섹이다.

기가파섹을 쓰는 사람들

IAU는 파섹이 우리 은하의 구조를 나타낼 때 쓰는 일반적인 단위이고, 광년은 주로 대중적인 글에 나온다고 설명한다. 천문학자들은 미터에 쓰는 것과 같은 접두어를 붙인다. 은하를 다루는 많은 연구는 거리를 메가파섹, 즉 100만 파섹 단위로 나타낸다.

기가파섹은 가장 큰 규모에서 쓰인다. 관측 가능한 우주의 크기, 가장 큰 구조들, 우주 전체 크기의 한계가 그 예이다. 예를 들어 2004년의 한 연구는 NASA의 WMAP 우주선이 만든 지도에서 공간이 자기 자신으로 다시 이어진다는 흔적이 있는지 찾아보았다. 넓은 범위의 가능한 모양에 대해, 이 연구는 지름이 24기가파섹보다 작은 우주를 배제했다.

1기가파섹 거리에서의 팽창

우주는 팽창하고 있으며, 그 속도는 메가파섹당 초속 킬로미터로 나타낸다. 이 값을 허블 상수라고 한다. 천문학자들은 플랑크 위성을 이용해 허블 상수를 메가파섹당 초속 약 67.4킬로미터로 측정했다.

허블 법칙에 따르면 먼 은하는 허블 상수에 자신의 거리를 곱한 속도로 멀어진다. 1기가파섹은 1,000메가파섹이므로, 그만큼 멀리 있는 은하는 초속 약 67,400킬로미터로 멀어진다. 이는 광속의 약 22%이며, 광속은 초속 약 30만 킬로미터이다.

출처

• IAU 2015 Resolution B2 on Recommended Zero Points for the Absolute and Apparent Bolometric Magnitude Scales. International Astronomical Union, 2015.
• Measuring the Universe. International Astronomical Union.
• The International System of Units (SI). In SI Brochure, 9th edition. Bureau International des Poids et Mesures, 2019.
• Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. Planck Collaboration, Astronomy and Astrophysics, 2020.
• Speed of light in vacuum. NIST CODATA, 2022.
• Expanding Confusion: common misconceptions of cosmological horizons and the superluminal expansion of the Universe. Davis and Lineweaver, Publications of the Astronomical Society of Australia, 2004.
• Constraining the Topology of the Universe. Cornish et al., Physical Review Letters, 2004.
• A Map of the Universe. Gott et al., The Astrophysical Journal, 2005.
• More about clustering on a scale of 0.1 c. Tully, The Astrophysical Journal, 1987.
• New data support the existence of the Hercules-Corona Borealis Great Wall. Horváth et al., Astronomy and Astrophysics, 2015.
• Our Milky Way Galaxy: How Big is Space?. NASA Science.