허블 상수 계산기
현재 최상의 추정치는 측정 방법에 따라 67.4–73.0 km/s/Mpc입니다.
선택한 단위로 된 거리; 1 Mpc = 326만 광년.
모드를 선택하고 값을 입력하십시오
위의 계산 모드를 선택하고 알려진 값을 입력하면 계산기가 즉시 후퇴 속도, 거리, 허블 상수 또는 적색편이를 해결합니다.
허블 상수 계산기 사용 방법
계산 모드 선택
상단의 네 개의 탭 중 하나를 선택하세요: 속도 해결(거리와 H₀ 필요), 거리 해결(속도와 H₀ 필요), H₀ 해결(속도와 거리 모두 필요), 또는 파장/적색편이(스펙트럼 선 파장 필요). 선택한 모드에 따라 입력 필드가 자동으로 업데이트됩니다.
허블 상수 설정
허블 상수 필드는 기본값으로 70.3 km/s/Mpc입니다. 미리 설정된 버튼을 사용하여 플랑크 2018(67.4), SH0ES(73.0) 또는 허블의 원래 1929 추정치(50) 사이에서 전환할 수 있습니다. 또한 사용자 정의 값을 입력할 수도 있습니다. 우주 나이와 H(z)는 즉시 업데이트됩니다.
은하 데이터 입력
알려진 값을 입력 필드에 입력하세요. 속도의 경우 단위를 선택하세요(㎞/s, m/s 또는 c의 비율). 거리의 경우 Mpc, 광년, 파섹 또는 km을 선택하세요. 파장 모드에서는 스펙트럼 선 미리 설정 버튼(Ca II K, H-알파 등)을 사용하여 나머지 휴식 파장을 자동으로 채운 다음, 스펙트럼에서 관측된 파장을 입력하세요.
결과 읽기 및 내보내기
결과는 오른쪽에 즉시 나타납니다. 주요 해결된 양, c의 백분율로서의 후퇴 속도, 네 가지 단위 시스템으로 표현된 거리, 추정된 우주 나이 및 계산된 적색편이에서의 H(z)를 볼 수 있습니다. 비교 막대 차트는 플랑크, SH0ES 및 선택한 H₀ 간의 우주 나이가 어떻게 다른지를 보여줍니다. 모든 값을 다운로드하려면 CSV 내보내기를 클릭하거나 깨끗한 인쇄를 위해 결과 인쇄를 클릭하세요.
자주 묻는 질문
허블 상수란 무엇이며 그 단위는 무엇인가요?
허블 상수 H₀는 오늘날 우주가 얼마나 빠르게 팽창하고 있는지를 설명합니다. 그 단위는 메가파섹당 초당 킬로미터(km/s/Mpc)로, 지구로부터 추가적인 메가파섹 거리가 증가할 때마다 은하가 H₀ 만큼 더 빠르게 후퇴하는 것을 의미합니다. H₀ = 70일 경우 100 Mpc 떨어진 은하는 대략 7,000 km/s로 후퇴합니다. H₀는 SI 단위인 역초(s⁻¹)로도 표현할 수 있지만, km/s/Mpc 관례는 관측 천문학에서 거의 보편적입니다. 그 값은 팽창 속도가 진화함에 따라 우주 시간에 따라 변하며, 아래 첨자 0은 현재 시대의 값을 나타냅니다. 현재의 최선의 추정치는 67.4(플랑크 CMB)에서 73.0(SH0ES 거리 사다리) km/s/Mpc까지 다양합니다.
허블 긴장이란 무엇인가요?
허블 긴장은 H₀에 대한 두 개의 독립적인 측정 간의 통계적으로 유의미한 불일치입니다. 우주 마이크로파 배경과 표준 ΛCDM 우주론 모델(플랑크 2018)을 사용한 측정은 H₀ ≈ 67.4 km/s/Mpc를 제공하는 반면, 지역 거리 사다리 — 세페이드 변광성 별이 Ia형 초신성을 보정하는 — (SH0ES 팀)을 사용한 측정은 H₀ ≈ 73.0 km/s/Mpc를 제공합니다. 불일치는 현재 5 시그마 수준에 있으며, 체계적인 오류가 유일한 설명으로 점점 더 불가능해지고 있습니다. 제안된 해결책으로는 초기 암흑 에너지, 추가적인 상대론적 종, 또는 재결합 시대의 수정이 포함됩니다. 2026년 현재, 이 긴장은 해결되지 않았으며 우주론에서 주요한 미해결 문제 중 하나입니다.
언제 상대론적 공식을 사용해야 하나요?
간단한 공식 v = cz는 작은 적색편이(대략 z < 0.1, 빛의 속도의 약 10% 미만의 속도에 해당)에서만 유효합니다. 더 높은 적색편이에서는 비상대론적 근사가 실제 후퇴 속도를 과대평가하며, 심지어 c를 초과하는 결과를 제공할 수 있습니다. 이는 물리적으로 불가능합니다. 상대론적 도플러 공식 v = c×[(z+1)²−1]/[(z+1)²+1]는 z ≥ 0.1에 대해 사용해야 합니다. 이 계산기는 자동으로 보정을 적용하고 사용되었을 때 주석을 표시합니다. 참고로, z = 1인 은하는 상대론적 공식을 사용하면 약 0.6c의 실제 후퇴 속도를 가지지만, v = cz는 정확히 c를 잘못 제공할 것입니다.
H₀로부터 우주 나이는 어떻게 계산되나요?
우주 나이에 대한 가장 간단한 추정치는 허블 시간입니다: t_H = 1/H₀. H₀를 km/s/Mpc에서 역초로 변환한 후(메가파섹의 킬로미터 수인 3.086×10¹⁹ km로 나누어), 결과는 초 단위의 시간으로 변환되고, 이후 기가년으로 변환됩니다. H₀ = 70 km/s/Mpc일 때, t_H ≈ 13.97 Gyr입니다. 실제로는 우주가 물질 지배 시대에 감속하고 있었고 현재는 암흑 에너지로 인해 가속되고 있기 때문에 실제 나이는 약간 더 적습니다. ΛCDM 보정은 H₀ = 67.4일 때 약 13.8 Gyr의 나이를 제공합니다. 이 계산기는 ΛCDM 보정 계수 없이 순수한 허블 시간을 사용하므로 표시된 나이는 약간의 과대 추정입니다.
스펙트럼 선은 어떻게 은하의 후퇴 속도를 드러내나요?
은하는 수소, 칼슘, 마그네슘 및 나트륨과 같은 친숙한 원소를 포함하고 있습니다. 이러한 원소는 정밀하게 실험실에서 측정된 파장인 휴식 파장에서 빛을 방출하고 흡수합니다. 은하가 우리로부터 멀어질 때, 도플러 효과는 그 빛의 파장을 스펙트럼의 적색 끝으로 늘립니다 — 이를 우주론적 적색편이라고 합니다. 은하 스펙트럼에서 스펙트럼 선의 관측된 파장을 그 알려진 휴식 파장과 비교함으로써 천문학자들은 적색편이 z = (λ_obs − λ_rest)/λ_rest를 계산합니다. 이 z 값은 이후 허블의 법칙을 통해 후퇴 속도를 제공합니다. Ca II K (3934 Å) 및 H-알파 (6563 Å) 선은 광학 분광학에서 이 목적을 위해 가장 일반적으로 사용되는 선 중 일부입니다.
H(z)란 무엇이며 허블 매개변수가 적색편이에 따라 왜 변하나요?
허블 매개변수 H(z)는 적색편이 z에 해당하는 우주의 팽창 속도를 설명합니다. 과거에 우주가 더 작고 밀도가 높았기 때문에 그 팽창 속도는 달랐습니다 — 물질 지배 시대에는 더 빠르고, 암흑 에너지가 지배하기 시작하기 전에는 더 느렸습니다. 물질 지배 근사에서(대략 1 < z < 100에 유효), H(z) ≈ H₀×(1+z)^1.5입니다. 전체 ΛCDM 공식은 H(z) = H₀×√[Ω_m(1+z)³ + Ω_Λ]이며, 여기서 Ω_m ≈ 0.31은 물질 밀도 매개변수이고 Ω_Λ ≈ 0.69는 암흑 에너지 밀도 매개변수입니다. 이 계산기는 암흑 에너지가 중요한 낮은 적색편이에서 H(z)를 과대평가하는 단순화된 물질 지배 공식을 사용합니다.