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우주과학22

우주의 가속 팽창과 암흑에너지 우리가 보는 우주는 지금의 모습이 아니다. 달빛은 지구까지 오는 데 2초가 걸리고, 우리가 보는 태양 빛은 8분 전의 빛이다. 안드로메다 성운은 200만 년 전의 모습이며, 어떤 빛이든 우리는 떨어진 거리만큼 그 전의 모습을 보고 있는 것이다. 1990년대 후반에는 우주의 나이를 150억 년으로 추정하고 있었다. 100억 광년 떨어진 외부은하를 보고 있다면 우주의 나이가 50억 년일 때 모습을 보고 있는 것이다. 당시 우주배경복사는 우주가 태어나고 30만 년 후에 나타났다고 알았기에 우주의 거의 끝인 149억9970만 광년에서 온 빛이다. 우주배경복사 뒤쪽은 너무나도 뜨거운 불덩어리 상태라 어떤 빛도 탈출하지 못해서 우리는 볼 수가 없다. 태양 속을 들여다볼 수 없는 것과 마찬가지로 우주의 끝도 알 수가.. 2024. 7. 25.

암흑물질의 발견 1930년대 츠비키는 머리털자리에 있는 외부 은하단의 집단 운동에 대해 연구하다가 암흑물질이 있다고 주장했다. 하지만 츠비키는 받아들일 준비가 되지 않았던 시기에 너무 일찍 암흑물질을 예견하는 바람에 사람들의 관심을 끌지 못했다. 평소 과격한 언행을 일삼아 다른 과학자들에게 좋은 평가를 받지 못했던 것도 암흑물질에 대한 주장을 무시하는 데 한몫 했다. 이렇게 잊혀가던 암흑물질은 가모브의 제자인 베라 루빈이 이어갔다. 루빈도 레빗, 페인과 같이 보수적인 남자 과학자들 사이에서 편견과 싸웠던 여성 천문학자다. 루빈은 한 은하 안에 있는 별들의 운동에 관심이 있어서 안드로메다 근처 은하에 있는 별과 운동을 관측하다 재미있는 사실을 알게 된다. 은하 중심부에 있는 별과 나선팔에 있는 별의 속력이 거의 같았던 것.. 2024. 7. 25.

허블 망원경이 발견한 아기 은하 천문학에 대한 대중의 관심이 집중된 것은 1980년대 칼 세이건 덕분이었다. 과학에 관심이 없는 사람도 '코스모스'라는 책을 한 번쯤은 들어봤을 것이다. 이 책의 출판과 함께 천문학을 공부하는 학생들도 늘었을 정도였다. 그리고 1990년대에는 허블 우주망원경으로 인해 대중의 관심이 더 늘어나게 되었다. 우주를 자세히 보려는 천문학자들의 욕구는 망원경을 우주로 보내게 했고, 공기의 방해 없이 깨끗한 영상을 얻을 수 있었다. 허블 망원경으로 찍은 천체 사진은 사람들의 관심을 끌어들였다. 토성이나 목성 같은 행성은 물론이고, 그동안 보지 못했던 행성상 성운이나 안드로메다은하까지 모두 아름다운 천체 사진에 사람들의 시선이 집중됐다. 천문학자들은 더욱 허블 망원경을 사용할 시간을 얻기 위해 매달렸다. 그중 두 팀.. 2024. 7. 24.

우주배경복사의 불규칙성 우주배경복사의 발견은 빅뱅우주론을 지지하는 강력한 증거가 되었다. 하지만 아이러니하게도 우주배경복사의 등방성은 빅뱅우주론의 반증이 되기도 했다. 우주배경복사가 균질하다는 것은 우주의 물질이 고르게 퍼져 있었다는 뜻이고, 그렇게 되면 은하와 별이 생길 수 없기 때문이다. 물질이 더 모인 곳이 있어야 중력이 세져서 근처에 있는 물질을 끌어모아 은하가 생기고 별도 생긴다. 그러려면 우주 초기에 불규칙성이 있어야 한다. 하지만 펜지어스와 윌슨이 찾은 우주배경복사는 고르게 분포되어 있었다. 이 문제를 푸는 데는 오랜 시간이 걸렸다. 빅뱅우주론을 지지하는 이들은 우주배경복사에 불규칙성이 있을 것이라 믿었지만, 이를 증명할 기술이 없었다. 성능 좋은 장비가 있다면 균일해 보이는 우주배경복사에서 불규칙성을 찾을 수 있.. 2024. 7. 24.

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.

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