답변내용
아주 좋은 질문입니다. 이 정도 수준의 질문을 하시는 걸 보면 회원님께서는 \'우주배경복사\'에 대해서도 틀림없이 들어보셨을 겁니다. 약 138억 년 전 우주에서 날아온 최초의 빛을 인간이 관측한 것 말이죠. 이 우주배경복사 빛을 예로 들어보겠습니다. 우리 눈에 도달할 때까지 138억 동안 우주 공간을 여행하면서 이 빛에는 어떤 일이 발생했을까요? 빛은 회원님 말씀대로 중간에 어떤 다른 물질에 의해 흡수되거나 교란되지 않는 한 사라지거나 변하지 않습니다. 그런데 최초 절대온도 3000도였던 빛이 현재 약 2.7도 정도로 우리에게 관측됩니다. 가시광선보다도 약한 마이크로파가 주를 이루는 온도(에너지)입니다. 에너지가 많이 줄었다는 얘기죠. 에너지가 약해지는 데는 두 가지 요인이 있습니다. 첫째 최초의 광원(동그란 광원이었겠죠)에서 빛이 확산되면서 (거리의 세제곱에 반비례해서) 광자의 밀도가 줄어들 겁니다. 이것은 이해할 수 있겠죠. 전구에서 뻗어나간 빛이 멀어질수록 약해지는 것도 이 때문입니다. 둘째 좀 어려운 얘기입니다만 도플러효과라는 게 있습니다. 상대적으로 멀어지는 광원에서 나오는 빛은 에너지가 낮게 관측된다는 겁니다. 마치 멀어져가는 구급차 소리가 더 낮은 음으로 들리는 것과 같은 원리죠. 우주는 팽창하고 있기 때문에 이 최초의 빛도 강한 도플러효과를 냅니다. 또한 빛은 물질(그 중에서도 주로 전자)과 상호작용해서 사라지기도 합니다. 우리의 눈이나 식물의 광합성이 그 좋은 예겠죠.
