자료 현재 시점에서 특정천체의 적색편이 변화 정도-우주가 팽창한다고 해서 증가하지 않는다.

[SNbega]

https://physics.stackexchange.com/questions/211435/does-an-objects-redshift-actually-decrease-with-time

Does an object's redshift actually decrease with time?

AS03040.pdf

494.50KB

https://physics.stackexchange.com/questions/170525/how-does-a-particular-galaxys-apparent-recessional-velocity-change-as-the-unive

How does a particular galaxy's apparent recessional velocity CHANGE as the universe expands?

위 사이트와 같은 맥락인데

특정 천체 적색편이 변화.pdf

1.83MB

z와 t 그래프는 위 파일에서 가져온듯함.

정리하자면, 수능교재 문제 해설에서, 특정천체의 적색편이가 증가하는 이유를 우주가 팽창하기 때문이라고 설명한 곳이 꽤 있다.
교육과정상에서 특정천체의 적색편이가 증가할 것이냐 아니냐를 묻는 문제의 경우, 현재시점의 적색편이 값이 상당히 작은 값으로 계산되거나 제시되어야할 것이다.
예를들어 ‘허블의 법칙을 만족하는 상황에서 우주가 팽창하면, 특정천체의 거리가 멀어지기 때문에, 허블의 법칙에 따라 비례관계에 있으므로 특정천체의 속도값(적색편이)이 증가해야 한다’ 라는 해설이 ebs 해설에 나온거로 기억한다.
정확한 설명은 ‘현재시점의 z값의 크기에 따라 달라지며, z값이 작은 경우, 광자가 우리에게 도달하는 과정동안 가속팽창의 영향을 크게 받아 현재시점에서 z값이 증가하고, z값이 큰 경우, 광자는 감속팽창시기의 영향을 크게받아 가속팽창의 영향이 작게 나타나므로 먼 미래의 관찰자가 z값이 증가하는 것으로 관찰하고, 현재시점에서는 감소한다’

[Kula]

덕분에 많은 자료를 볼 수 있어 감사합니다! 해당 문제는 고교 교육과정에 비추어볼때, 제 소견으로 말씀드리자면 '우주론적 적색편이' 로 외부은하의 적색편이를 해석하는 것이 의도였다고 봅니다. 우주론적 적색편이에 의하면 빛이 진행해야하는 거리가 멀어진다면 그만큼 우주팽창의 영향의 더 받아 파장이 더 길어져야하므로, 특정 외부 은하의 적색편이가 증가해야한다는 것이 문제의 의도로 판단됩니다. 이는 우주배경복사와 그 원리가 동일하며 우주배경복사의 파장이 시간이 지남에 따라 길어진다면, 외부은하의 적색편이도 시간이 지남에 따라 길어져야한다고 생각합니다. z값이 매우 커서 감속팽창하던 시절의 광자를 본다고 하더라도, 일단 팽창을 하고 있고, 그 은하에서 출발한 빛이 진행해야하는 거리가 시간에 따라 멀어진다면 그에따라 적색편이값이 증가해야하는 것이 아닌지요~?

[SNbega]

거리가 멀어지면 일단 z값이 생깁니다. 이 게시글의 핵심은 은하A를 계속 추적하는 것입니다. 10억년전에 z값과 현재 z값 그리고 미래의 z 값이 어떻게 변할까라는 것이 핵심입니다.
빛이 이동한 기간동안 감속을 겪을수도 가속을 겪을 수도 있습니다. 그에따라 늘어난 공간량 자체도 달라지니 z값의 변화가 생길거라 생각해 찾아보게 되었습니다.
z값이 감소하더라도 거리가 줄었다는 의미는 아니니까요.
우주배경복사의 예시같은 경우, 지금 관측되는 우주배경복사는 z=1100 인 시점(1+z=Ro/R) 에서 출발한 빛을 현재 관측하는 것입니다. 당연히 거리가 늘어나니 z값이 생기구요. 근데 제가 궁금했던 것은 이 z값이 1100에서 과거관측자 미래관측자 시점에서 어떻게 달라지냐 라는 것입니다.
추상적인 느낌이라 관련 자료를 토대로만 해서 정리했습니다

[Kula]

네 ~ 게시글의 핵심 이해하고 있으며 해당 문제가 어떤 문제인지도 알고 있습니다. 그리고 제 말은 어떤 외부 은하가 '이전 시점'보다 더 거리가 멀어진다면, 우주론적 적색편이의 원리상 z값이 더 커지게 될 것이라는 말입니다. 우주배경복사도 그런 맥락에서 말씀드린것입니다. 우주배경복사는 우주 팽창의 감속, 가속 여부와 상관없이 항상 파장이 길어져왔습니다. 제 말은 현재 우리 은하 위치에서 과거부터 현재에 오기까지 관측되는 우주배경복사가 파장이 늘 길어져왔다는 것 입니다.
시간이 지날수록 우리 은하에 도달하기까지 더 많은 시간이 걸린 우주배경복사가 도달하는데, 도달하는데 더 많은 시간이 걸렸다는 것은 우주 팽창의 영향을 더 오랜 시간 받았다는 의미이므로 이는 당연한 것입니다. 1+z=R0/R 이라는 공식 또한 그 사실을 말해주고 있구요. 그리고 우주배경복사의 근본적인 원리가 어떤 외부 은하에서 적색편이가 나타나는 원리와 다르지 않기 때문에, 어떤 특정 외부 은하의 적색편이값은 팽창의 가속/감속 여부와 상관없이 시간이 흐름에 따라 증가해야한다는 말이었습니다.

[SNbega]

‘도달하는데 걸린 시간’ 이라는 것이 빛이 출발할 때 R(t)와 관측자가 빛을 받을 때 R(관측시점) 사이의 시간간격이고, z는 그 시간 간격동안 늘어난 거리에 비례합니다. 즉 팽창속도와 관련이 있습니다

배경복사가 계속 길어져왔다는 것은, z=1100인 시점에서 빛이 출발했다고 한다면, 그 긴 시간동안 우리에게 관측되지 않고 현재시점에서야 z=1100인 빛들을 우리가 보고있다는 것입니다.

간단하게 현재 z=0.6 으로 관측되는 특정 천체의 경우, z=0.6인 R(t) 시점에서 출발한 빛이 Ro가 되면 우리에게 도달해서 z=0.6으로 관측되는 것입니다.
그러면 이 천체를 과거의 관측자가 관측했다고 한다면 빛은 더 과거에서 출발했다는 의미가됩니다. 그러면 과거 관측자는 z를 어떤 값으로 측정하게 될까요. 빛은 더 과거에서 출발했어도 관측시점 또한 변했습니다. 우주배경복사의 경우 현재 z값은 알지만 과거에서, 미래에서 어떤 값을 가질지는 그 시간 간격 안에서 팽창속도가 어떻게 변할지에 달려있습니다. (이건자료없)
대략 past light cone 개념으로 대충 표현하면 빛이 어느 시점에서 출발했고, 그 사이 시간간격을 볼 수가 있습니다

[SNbega]

우주배경복사에 관해 정정하면, 우주배경복사는 빅뱅후 38만년 시점에서 탈출한 빛이기 때문에 어느시점에서 관측하든지 z값은 R(관측시점)이 클수록 큽니다.
반면 은하같은경우 빛의 출발시점이 정해지지 않아 우주배경복사처럼 생각하면 안 될 것 같습니다