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인플레이션 이론과 만난 빅뱅우주론 미국은 두 차례에 걸친 세계대전 동안 군수품을 수출해 큰 이득을 보았다. 경제 부흥기에 들어서며 물자가 풍족해졌고, 세계 곳곳의 과학자, 예술가, 사업가가 미국에 진출했다. 살기가 좋아지면서 아이들도 많이 태어났다. 부모들의 든든한 경제적 기반을 배경으로 어렵지 않게 살게 되었고, 또래가 많다는 것은 그만큼 경쟁이 치열하다는 것을 뜻하기도 했다. 1945년 이후 태어난 베이비 붐 세대 과학자들이 쏟아져 나오고 있었다. 대학 졸업자들도 많아지고 박사 학위가 있어도 대학교수나 연구소의 정직원으로 취직할 수 없는 힘든 과학자 세대들이었다. 그런 과학자 중 하나였던 구스와 타이는 우주의 역사 초기에 있었던 일에 관해 토론했다. 그러다 우주 초기에 있었던 폭발이 지금까지 생각한 것보다 훨씬 커야 한다는 점을 깨달.. 2024. 7. 24.
대통일이론 물리학계에서는 다양한 소립자를 발견하는데 신경을 쏟고 있었다. 1964년 겔만과 츠바이크는 양성자나 중성자를 이루는 더 작은 입자가 있을 것이라고 각자 주장했다. 그때까지 사람들은 양성자, 중성자, 전자가 물질을 우리는 기본 입자라고 알고 있었기 때문에 이들의 주장이 실험으로 증명될 때까지 믿을 수 없었다. 그러다 1968년 스탠퍼드 선형 입자가속기에서 이들이 주장하는 입자가 발견되었다. 중성자가 쪼개진 것이다. 이 입자를 쿼크라 불렀고, 이때 발견된 것은 업 쿼크와 다운 쿼크다. 겔만은 쿼크는 반드시 대칭을 이루는 쿼크가 있다고 주장했다. 업 쿼크와 다운 쿼크가 대칭 관계에 있으니 처음 보는 쿼크를 찾게 된다면 반드시 그와 대칭을 이루는 쿼크가 있으리라는 것이다. 이러한 주장에 따라 물리학자들은 쿼크를.. 2024. 7. 24.
우주배경복사의 발견 우주배경복사, 우주 초기의 빛을 찾은 사람은 벨연구소 연구원인 아노 펜지어스와 로버트 윌슨이다. 이들은 전파천문학으로 빅뱅우주론의 가장 강력한 증거를 찾아내게 된다. 펜지어스와 윌슨은 벨연구소의 안테나로 기본적인 통신 잡음을 없애는 일을 하고 있었다. 전파는 눈에 보이지 않는 것이지만 어느 곳에서도 나올 수 있다. 도시에서 나오는 잡음이나 천둥, 번개도 전파잡음이다. 라디오를 들을 때 들리는 지지직거리는 소리가 잡음이다. 방송국과 라디오 사이의 거리에 따라서 잡음은 크게 들리기도 하고 적게 들리기도 한다. 거리가 멀수록 잡음은 더 크게 들린다. 그렇다면 우주에서 오는 신호는 어떨까. 우주에서 오는 신호는 매우 미약하기에 잡음이 크면 그 속에 묻혀 전혀 알아볼 수 없다. 그래서 이런 잡음을 파악하는 것이 .. 2024. 7. 23.
정상우주론자가 찾은 빅뱅우주론의 증거 골드의 말대로 라일이 찾은 시그너스 A가 우리은하 밖에 있는 외부 은하이며 가시광선은 적게 내고 전파를 많이 내는 전파은하라는 사실이 밝혀졌다. 골드에게 졌다고 생각한 라일은 골드가 주장하는 정상우주론을 무너뜨리고 빅뱅우주론자들을 돕는 관측을 하기로 결심했다. 본인 역시 정상우주론자임에도 말이다. 과학자들의 경쟁으로 인해 과학이 발전되는 경우가 적지 않으므로 이러한 라일의 행동 역시 비생산적인 것만은 아니었다. 빅뱅우주론과 정상우주론은 서로 은하를 다르게 보았다. 빅뱅우주론은 우주의 역사 초기에 은하들이 생겼다고 여긴다. 우주 초기에 생긴 은하들이 시간이 지나면서 우주 팽창에 따라 우주의 끝으로 밀려난다. 멀리 떨어진 은하에서 오는 빛은 멀리 있는 것이고 그만큼 오랜 시간이 걸리기 때문이다. 우주의 끝에.. 2024. 7. 19.
전파천문학의 시작 미국전신전화회사는 알렉산더 그레이엄 벨의 전화 특허를 산 후 미국 전역을 엮는 통신망을 구축했다. 사업을 확장하며 서부의 뉴저지에 산학합동 연구소인 벨연구소를 세웠다. 이 연구소의 주력인 통신 외에도 순수과학에도 많은 투자를 했다. 이 연구소 출신 노벨상 수상자가 13명이나 될 정도로 말이다. 1928년 벨연구소는 미국과 유럽을 이을 전화 서비스를 시작했다. 이용 요금이 비싼 만큼 돈이 있는 사람들이 주로 사용했다. 고급스러운 이미지를 이어가기 위해 고품질의 서비스를 제공해야 했다. 하지만 대서양을 오가는 전화 통신에서는 끊임없이 잡음이 들렸다. 통신 역시 전파이기에 잡음도 전파다. 원하지 않게 끼어드는 전파들을 찾아내야 통신이 질이 나아질 수 있다고 판단한 회사는 벨연구소 과학자들에게 이 문제를 해결하.. 2024. 7. 19.
탄소가 만들어지는 과정 1950년대에는 우주가 한순간의 폭발에 의해 시작되었다는 빅뱅우주론과 우주가 팽창하고 있지만 비어있는 곳에 물질이 생겨나서 과거에나 현재, 미래에도 변함없을 것이라는 정상우주론이 대립하고 있었다. 우주가 엄청나게 크고 자꾸 팽창한다는 사실을 받아들였지만, 대부분의 사람들은 우주보다는 현실에 관심을 둘 뿐이었다. 두 우주론에 부족한 것이 있다면 모두 완벽한 관측 결과를 얻지 못했다는 것과 무거운 원소가 어떻게 생겨났는지 설명하지 못한 것이다. 앨퍼와 하먼은 이 문제를 해결하려다 우주배경복사가 있을 것이라 예견하고는 천문학계를 떠났다. 아직 우주배경복사를 찾았다는 사람은 없었고, 빅뱅은 수소와 헬륨을 만드는 이론을 완성했을 뿐 헬륨보다 무거운 원소를 만들지 못했다. 정상우주론자인 호일도 외부은하 사이의 빈 .. 2024. 7. 18.
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