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[박종진의 과학 이야기] 안드로메다은하

우리 우주에 산재한 은하의 수는 약 1~2조 개 정도 될 것으로 추측한다. 우리 태양이 속한 은하수 은하는 그 지름이 약 10만 광년쯤 된다니 은하수 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 빛이 10만 년 걸리는 크기다. 참고로 빛은 1초에 약 30만km를 이동하는데 지구 주위를 일곱 바퀴 반이나 도는 속도다. 태양 표면을 떠난 빛은 우리가 사는 지구에 도착하는데 8분 19초 걸린다.     밤하늘을 쳐다보면 무수히 많은 별 사이로 마치 별처럼 빛을 내는 것이 또 있는데 맨눈으로 볼 수 있는 몇 안 되는 은하 중 하나인 안드로메다은하다. 밝기로 따져서 3등급 별 정도 되는 안드로메다은하 안에는 약 8천억 개 정도의 별이 있으며 크기도 우리 은하의 두 배 정도 된다고 한다.     달에 첫발을 딛고 이제 화성으로 눈을 돌린 인류는 현재 기술로 태양계를 벗어나기도 쉽지 않다. 1977년에 발사된 보이저 1호가 거의 50년 동안 우주 공간을 날아서 겨우 지금 막 태양을 빠져나가고 있는 형편이다. 우리가 사는 별인 태양을 벗어나는 데도 반세기가 걸렸는데 태양에서 제일 가까운 별인 프록시마 센타우리까지 지금 막 태양을 떠난 보이저 1호가 수만 년을 더 날아야 그 별에 도착한다. 태양과 가장 가까운 별을 예로 들어도 수만 년이 걸린다는데 은하수 은하에는 그런 별이 무려 4천억 개나 있다.   인류가 지구 밖의 천체인 달에 갔던 것은 실로 대단한 도약이 아닐 수 없다. 그리고 이제는 지구의 형제 행성인 화성에 가려고 하는데 현재 기술로 가는 데만 7달 걸리는 것이 문제다. 달은 지구와 아주 가까워서 달에 가는 데 3일 걸렸다. 그런데 화성은 태양계 안에서 가장 가까운 행성이기는 하지만, 거기까지 가는 것이 아직은 쉽지 않다. 물론 무인 우주선이 화성에 갔고, 화성 표면에 탐사 로버가 굴러다니고 있고, 드론이 화성 대기를 헤치며 날았지만, 사람이 화성에 가는 것은 아직 요원하다. 화성 표면에는 숨 쉴 수 있는 공기도 없고, 온도도 생명체 존재에 너무 춥거나 덥고, 자기장이 없어서 해로운 방사성 피폭이 문제가 되기는 하지만 무엇보다도 지구에서 화성까지 가는 데 걸리는 시간이 가장 큰 걸림돌이다.     미래 어느 날 과학 기술이 훨씬 더 발달하여 화성에 식민지 건설을 하는 등 쉽게 왕래할 수 있게 되겠지만, 우리 별인 태양을 떠나 다른 별에 가는 것은 또 다른 얘기다. 태양에서 가장 가까운 이웃 별까지 가는 데 수만 년이 걸린다고 했다. 만약 빛의 속도로 나는 우주선을 만든다고 해도 4년 4개월 걸린다. 설사 다른 방식의 이동 수단이 발명돼서 우리 은하 내부의 4천억 개나 되는 별에는 어디든 갈 수 있다고 해도 우리 은하 바깥 외부 은하까지 넘보는 것은 무리다. 우리 은하에서 가장 가까운 안드로메다은하까지도 빛의 속도로 250만 년이나 걸리기 때문이다.     그런데 안드로메다은하와 우리 은하는 중력에 의해 서로 끌려서 40억 년 후에는 하나로 합쳐지기 시작할 것이라고 한다. 그때는 태양도 수를 다해 적색거성이 돼서 지구는 불덩어리가 될 것이므로 인류는 종말을 맞든지 아니면 목성이나 토성의 위성, 혹은 아예 외계 행성으로 이주해야 한다. 그때쯤 우리의 후손은 은하수와 안드로메다가 합쳐진 새 은하 밀코메다에서 살지도 모른다. (작가)     박종진박종진의 과학 이야기 안드로메다은하 은하수 한쪽 은하수 은하 화성 표면

2024-11-22

[박종진의 과학이야기] 별

'저 별은 나의 별, 저 별은 너의 별'로 시작하는 노래가 있다. 밤하늘의 별은 예술 활동의 배경이 되거나 농사의 지침이 되고, 뱃길의 방향을 알려주고, 심지어는 우리 운명을 결정짓는 잣대가 되기도 했다.     지난 글에서 누누이 밝힌 바 있듯이 별이란 핵융합 하여 빛과 열을 내는 천체로서 우주를 구성하는 가장 기본적인 단위다. 사실 별은 밤이 되면 떴다가 새벽이 밝을 무렵에 지는 것이 아니라 대낮 하늘에도 수없이 많은 별이 반짝이지만 햇빛이 너무 밝아서 보이지 않을 뿐이다.   지금 우리 눈에 비교적 크게 보이는 해와 달을 빼고, 또 몇 개 안 되는 지구의 형제 행성을 제외하면 나머지는 모두 우리 은하에 산재한 별이거나 별처럼 보이는 외부 은하다. 우리 은하 말고도 우주에는 무수히 많은 별의 집단인 은하가 있는데 너무 멀리 떨어져 있어서 우리 맨눈에는 그저 한 개의 별처럼 반짝거린다.     태양도 별이다. 우리가 사는 지구와 너무 가까워서 크고 밝게 보이는 것뿐이지 은하수에 산재한 반짝이는 별 중 하나다. 태양이란 별에는 총 8개의 행성이 그 주위를 동심원을 그리며 공전하고 있는데 태양에서 가까운 순서대로 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 그 여덟 행성의 이름이다. 그리고 각각의 행성은 많게는 백 개가 훨씬 넘는 위성을 갖고 있는데 지구에는 달이라고 불리는 위성 하나뿐이다. 그러므로 태양이란 별 주위에는 자신의 위성을 가진 여덟 행성이 공전하고 있으며 이를 통틀어 태양계라고 부른다.     태양은 홑별이지만, 많은 별은 쌍으로 존재하거나 세 개나 그 이상인 경우도 많다. 그런 별(중심성)에서 조금만 멀리 떨어져도 그 주위를 공전하는 행성은 보이지 않는다. 중심성이 상대적으로 워낙 크고 밝기 때문이다.   태양과 가장 가까운 이웃 별 프록시마 센타우리는 삼중성계에 속하는 별 중 하나인데, 따라서 그곳에는 태양이 세 개나 있다는 말이다. 태양 빛이 약 4년 3개월 정도 걸려야 도착하는 먼 곳이다. 우리와 가장 가깝다는 별까지 가는데 빛의 속도로도 4년이 넘게 걸린다니 참 대단하다. 우리가 속한 은하수 은하의 한끝에서 다른 쪽 끝까지 빛의 속도로 약 10만 년 걸린다고 하니 아무리 우수한 비행술을 발명한다고 해도 인간이 극복하기에 절대로 불가능한 거리다.     얼마 전에 지구와 교신이 끊어진 보이저호는 1977년에 발사되어 올해로 47년째 총알보다 약 20배 빠른 속도로 날고 있다. 지금 어디쯤 가고 있냐면, 겨우 태양계 끝부분을 벗어났다고 하는데 그렇게 별 하나를 벗어나서 다른 별로 가는 것을 성간 여행이라고 한다. 자신이 속한 별을 빠져나가는데 반백 년이 걸리고, 가장 가까운 이웃 별까지 가는데 앞으로 수만 년 정도 걸릴 것이라고 한다. 이것이 우리가 속한 은하의 규모이고 과학 기술을 현주소다.     미래 어느 날 획기적인 기술이 발명되어 은하 끝까지 갔다고 치자, 우리 은하와 바로 이웃한 은하가 바로 안드로메다은하인데 두 은하 사이의 거리는 빛의 속도로 250만 년이나 걸린다고 한다. 우리 우주에 그런 은하가 수조 개나 된다니 상상의 범위를 넘는 공간이다. 물론 이론상이기는 하지만 수천억 개의 별로 이루어진 은하가 수조 개가 모여서 우주가 되는데 어떤 이들은 그런 우주도 수없이 많을 것으로 추측한다. (작가)     박종진박종진의 과학이야기 은하가 수조 은하수 은하 태양계 끝부분

2024-05-03

[박종진의 과학 이야기] 우주론

고래로부터 우주에 대한 여러 가지 이론이 있었다. 그러다 현대적인 우주론은 에드윈 허블이 외부 은하를 발견하면서부터다. 그동안 우리는 태양계가 속한 우리 은하가 곧 우주 전체라고 생각했다. 그러다 허블이 윌슨산 천문대에서 관찰하던 성운 속의 별까지의 거리가 우리가 속한 은하의 범위보다 훨씬 먼 것에 착안하여 그것은 우리 은하 속의 성운이 아니라 우리 은하 바깥의 또 다른 은하라는 사실을 밝혀냈다. 외부 은하의 존재가 처음 알려진 엄청난 사건이었다.     허블은 한술 더 떠서 그런 은하들이 서로 멀어지고 있다는 관찰 결과도 발표했다. 그 얼마 전에 벨기에의 조르주 르메트르는 태초에 한 점에서 폭발로 시작한 우주, 소위 빅뱅 이론을 소개했는데 큰 폭발로 인해 생긴 우주 속 은하끼리 서로 멀어지고 있다는 이론이다. 빅뱅 이론이 현대 천문학의 대세이기는 하지만 우주 규모의 사건을 재현해 볼 수도 없고 그 옛날의 일을 관찰할 수도 없어서 결국 이론이라는 꼬리표를 뗄 수는 없지만 그래도 많은 사람의 지지를 받고 있다.   현재 대세를 이루는 빅뱅 우주론에 따르면 태초에 부피는 없지만, 밀도가 무한대였던 어떤 점에서 원인 모를 폭발이 일어나서 지금까지 전역으로 퍼지는 중이다. 거기에는 중심도 없고 서로 더 먼 곳에 있는 은하끼리는 더 빠른 속도로 멀어지는 가속팽창을 한다고 한다. 우리 은하에서 지구가 속한 태양계 내부는 오히려 중력이 더 강하게 작용하지만, 그런 별의 집단인 은하로 눈을 돌리면 은하끼리는 서로 멀어진다는 말이다.     사실 우리 태양이 속한 은하수 은하는 국부은하군이라는 더 작은 은하 집단에 속하는데 은하수와 약 250만 광년 떨어진 안드로메다은하는 서로 멀어지기는커녕 서로의 중력에 끌려서 앞으로 40억 년 후에는 하나의 은하로 합쳐질 예정이다. 그러니 은하끼리 서로 멀어진다는 것은 우주 규모의 이야기다.     허블은 안드로메다 성운 속의 변광성을 이용해서 은하수부터 안드로메다까지의 거리가 약 90만 광년이란 계산을 했다. 그런데 은하수의 지름이 약 10만 광년이었다. 그동안 안드로메다는 우리 은하수 은하 안에 있는 성운인 줄 알았는데 그것이 아니었다. 허블은 외부 은하의 존재를 처음으로 관찰하여 증명했다. 허블은 거기서 그치지 않고 은하가 붉은색인 것은 적색편이 현상 때문이므로 은하끼리는 서로 멀어지고 있다는 생각을 했고 멀리 있는 은하일수록 더 빠른 속도로 멀어진다는 허블 법칙을 발표했다.     아인슈타인은 처음부터 정적이고 영원한 우주를 상상했지만, 그의 일반상대성이론에 따르면 우주는 수축해야 옳았다. 자신의 중력장방정식에 문제가 있다는 사실을 안 아인슈타인은 우주 상수라는 항목을 넣어 억지로 수축을 멈추게 했는데 몇 년 후에 허블이 팽창 우주를 증명하는 바람에 자신의 방정식이 틀렸다는 사실을 인정했다.     20세기가 끝나갈 때쯤 우주는 가속팽창을 하고 있다는 사실이 관측을 통해서 확인되자 중력을 거스르는 어떤 척력이 존재할 것을 생각했다. 그러자 바로 아인슈타인이 포기한 우주 상수가 다시 도마 위에 올랐다. 아인슈타인은 자기의 실수라고 했지만, 어쩌면 그 힘이 바로 중력을 이기는 척력인 암흑에너지가 아닌가 의심하고 있다. 우주론은 이제 우주의 70%를 이루는 암흑에너지의 정체를 밝히려는 전야에 와 있다. (작가)         박종진박종진의 과학 이야기 우주론 우리 은하수 집단인 은하로 은하수 은하

2024-03-08

[박종진의 과학 이야기] 성간 여행

우리 우주에는 약 2조 개나 되는 은하가 있다고 추측한다. 그런 은하와 은하 사이를 날아다니는 것이 우주 여행인데 아무리 공상 과학의 나래를 편다고 해도 그런 여행은 절대로 100% 불가능하다.     우주에 산재한 수많은 은하 중 우리에게 익숙한 이웃인 안드로메다은하는 우리 태양이 속한 은하수 은하에서 250만 광년 떨어져 있다. 빛의 속도로 250년이 아니라 250만 년이나 걸린다는 말이다. 관측 가능한 우주의 지름을 과학적으로 어림잡으면 약 930억 광년이라고 하니 우리에게는 무한대의 거리다.     그러면 스케일을 확 줄여서 이번에는 성간 여행을 생각해보자. 우리 우주에 2조 개나 있다고 하는 각각의 은하 속에는 평균 4천억 개나 되는 별이 존재하는데 그런 별과 별 사이의 여행이 바로 성간(星間) 여행이다.     북극성이나 직녀성 같은 멀리 있는 별을 예로 들 것이 아니라 우리 지구가 속한 태양이란 별에서 시작해 본다. 태양에서 가장 가까운 별이 알파 센타우리다. 우리 태양은 홑별이지만 일반적으로 별은 두 개가 쌍을 이루는 경우가 가장 흔하다. 어쩌다 별이 세 개인 것도 있고 더 많은 별이 모인 것도 있는데 멀리서 보면 모두 하나의 별처럼 반짝인다.     알파 센타우리는 별 세 개가 모여서 이루어진 삼중성계인데 우리 태양에서 가장 가까운 별이다. 그런데 태양 빛이 그곳에 도착하는 데 무려 4.3년이나 걸린다. 다시 말해서 빛의 속도로 간다고 해도 태양이란 별에서 가장 가까운 별에 가는 데만 4년이 더 걸린다는 말이다. 우리 별에서 다른 별에 가기도 이처럼 쉽지 않다.   1977년 지구를 출발한 보이저 1호는 35년을 날아 비로소 태양권을 벗어났다. 거기서부터는 별과 별 사이라고 해서 성간이라고 부른다. 보이저호는 지금 태양이란 별과 알파 센타우리 별 사이 공간을 성간 여행 중이다. 그러므로 지금 우리의 과학기술 수준상 우주 여행이나 은하 여행은 불가능해도 성간 여행은 하는 셈이다.     문제는 성간을 여행하기 위해서 태양계를 벗어나는 데만 35년이나 걸렸다. 게다가 태양에서 가장 가깝다는 알파 센타우리 별까지 도착하는데 지금 보이저호의 속도인 시속 6만1천㎞로 2만 년이 걸린다. 그러므로 성간 여행도 불가능하다는 말을 이렇게 구구절절 하고 있다.   우리의 별인 태양 주위에는 지구를 포함해서 총 8개의 행성이 돌고 있다. 그 중 지구에서 가장 가까운 행성이 바로 화성인데 지구에서 화성까지 가는데 7달 반이 걸린다. 우주 여행, 은하 여행, 성간 여행은 고사하고 태양계 내에서 가장 가깝다는 지구에서 화성까지도 이렇게 오래 걸린다. 미래에 엄청나게 빠른 우주선이 개발되면 화성까지는 며칠 만에 갈 수 있을지도 모른다.     하지만 과연 태양계를 벗어나서 다른 별까지 갈 수 있을까? 우리 은하 안의 더 먼 곳에 있는 별에도 갈 수 있을까? 궁극적으로 우리 은하를 벗어날 수도 있을까? 가장 가까운 외부 은하인 안드로메다은하에까지 갈 수 있을까? 더 먼 은하까지 갈 수도 있을까?   세상에 빛보다 빠른 것은 없다니까 결국 속도의 끝은 광속이다. 그런 광속으로도 수만 년, 수억 년 걸리는 것이 별과 별 사이며 은하와 은하 사이의 공간이다. 사람이 죽었다 살아날 수는 있다고 해도 그런 거리를 극복한다는 것은 상상의 세계에서도 불가능하다. (작가)       박종진박종진의 과학 이야기 여행 은하 여행 우주 여행 은하수 은하

2023-08-25

[박종진의 과학 이야기] 은하수

'푸른 하늘 은하수'로 시작하는 반달이란 유명한 동요가 있다. 그 노래의 첫 소절에 등장하는 은하수가 바로 우리가 속해 있는 은하의 이름이다. 은하수 말고도 이 우주에는 과학적으로 추측해서 약 2조 개나 되는 은하가 있다고 한다. 그런 각각의 은하 속에서 수천 억 개의 별이 반짝거리고 있다. 아무리 상상의 나래를 펴도 얼른 머릿 속에 들어오지 않는 숫자다. 그렇게 어마어마하게 큰 수를 천문학적 숫자라고 한다.   아까 말한 총 2조 개의 은하 중 우리가 속한 은하수 은하와 가장 가까이 이웃한 안드로메다 은하에는 1조 개 정도 되는 별이 있다. 은하수에서 안드로메다까지는 빛의 속도로 250만 년이 걸린다. 그러므로 지금 우리가 보는 것은 안드로메다 은하의 250만 년 전의 모습이다. 두 은하는 서로의 중력에 이끌려 약 45억 년 후에는 완전히 합쳐질 것이라고 한다. 성급한 사람들은 합쳐진 두 은하의 이름을 '밀코메다'라고 지어 놓았다. 상상도 할 수 없는 먼 미래의 일이니 걱정 안 해도 된다.   최근 연구 결과에 따르면 일반적으로 은하의 중심부에는 초거대질량 블랙홀이 존재한다고 하는데 우리 은하 역시 그 한가운데에 블랙홀이 있다. 이 초거대 블랙홀의 질량은 태양의 약 450만 배나 된다고 한다. 우리 은하를 바로 위에서 보면 두 개의 나선 팔을 가진 원반 형태지만, 옆에서 보면 가운데가 볼록하고 끝으로 갈수록 얇아지는 접시 모양이다. 가운데 두께가 약 1만 5천광년이고, 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지의 지름이 약 10만 광년 정도 된다고 한다.     달은 한 달 걸려서 지구를 공전하고, 지구는 일 년 걸려서 태양 주위를 한 바퀴 돈다. 거기서 끝이 아니라 우리 태양도 은하 중심부를 기준으로 한 번 공전하는데 2억 3천만 년이 걸린다. 우리가 태양 주위를 한 번 도는데 1년이라고 정한 것처럼 태양이 은하 중심을 공전하는 기간을 은하년이라고 한다. 참고로 은하수의 나이는 우주의 나이와 거의 같은 약 132억 년 정도 된다.   은하수는 우유를 쏟아 놓은 것 같다고 하여 영어로 Milkyway라고 부르고, 순우리말로는 미리내라고 한다. 은하수은하 속에는 약 4천억 개나 되는 별이 있다고 추정하는데 그 중 가장 잘 알려진 별이 바로 우리 태양이다. 우리 별인 태양에서 가장 가까운 이웃 별은 알파 센타우리인데, 40년을 날아서 지금 태양계를 막 빠져나가고 있는 보이저호가 알파 센타우리에 도착하는데 4만 년이 넘게 걸린다고 한다. 그러니 더는 어떤 추측이나 상상도 소용없다.   태양은 비교적 활동이 활발하지 않은 은하수의 외곽에 자리잡고 있어서 생명체가 발현하여 문명을 가질 정도로 진화하는데 필요한 긴 세월 동안 안정되어 있었다. 그렇게 해서 우리 인류가 생기고 이 정도 진화하여 문명을 이루었다. 은하의 규모로 미루어 은하수은하만 해도 엄청나게 많은 문명이 존재하겠지만, 서로 너무 멀어서 은하의 수명이 끝날 때까지 어떤 식의 왕래라도 불가능할 것이다.     이상에서 우리 은하를 설명하면서 많은 천문학적인 숫자를 예로 들었다. 우리가 평소 사용하는 수가 아니어서 감도 잡히지 않을 것이다. 그냥 엄청나게 많거나, 멀거나, 큰 숫자라고 생각하면 된다. (작가)     박종진박종진의 과학 이야기 은하수 하늘 은하수로 은하수 은하 안드로메다 은하

2023-05-12

[박종진의 과학 이야기] 속도

세월이 쏜살같이 흐른다는 말이 있다. 도대체 세월이 얼마나 빨리 느껴졌으면 시위를 떠난 화살만큼 빠르다는 것일까? 화살의 속도는 대체로 시속 240km쯤 된다고 한다. 인간의 움직임을 기준으로 하면 엄청 빠른 속력이다.     우리는 지구가 태양 주위를 한 바퀴 도는 기간을 1년이라고 정했다. 그렇게 지구가 도는 속도를 계산해 보니 지구는 태양 주위를 시속 107,000km로 돌아야 1년에 한 바퀴를 완주할 수 있다. 총알보다 30배나 빠른 속도라고 한다. 게다가 태양 주위를 돌면서 스스로 자전을 하는데 자전 속도도 만만치 않다. 적도 부근의 자전 속도는 시속 1,700km나 된다. 그래서 앉아 있다가 갑자기 일어나면 어지러운 것일까? 우리는 그렇게 초고속으로 움직이는 지구에 딱 붙어서 살고 있다.     우리가 그런 속도를 전혀 느끼지 못하는 이유는 마치 달리는 자동차 속에서 속도를 못 느끼는 것과 같다. 자동차 속의 모든 것은 자동차와 똑같은 속도로 움직이기 때문이다.     사람의 걸음은 시속 약 5km 정도 된다고 하며 뛴다면 시속 30km 정도다. 동물 중에서 가장 빠르다고 소문난 치타는 시속 80km까지 낼 수 있다. 그것이 동물의 한계다.     그런데 소리는 공기 중에서 시속 1,234km나 된다. 그래서 빠른 비행기의 속력을 표시할 때 얼른 이해하기 쉽도록 음속을 기준으로 한다. 소리의 속도를 마하라고 하는데, 예를 들어 전투기가 마하 2의 속력을 낸다거나 유도탄이 마하 3의 속력으로 난다고 말한다. 지구상에서는 비교적 빠르다는 것도 소리의 속도를 기준으로 하면 그렇게 간단히 표시할 수 있다.   그러나 우주에서는 다르다. 태양 표면을 떠난 빛이 지구까지 도달하는데 약 8분 걸린다. 빛은 1초에 지구를 7번 반 돈다. 약 30만km를 여행한다. 그런 속도로도 태양계 마지막 행성인 해왕성까지 가는데 5시간 30분 걸린다. 이쯤 되면 사람의 속력이나 소리의 속도는 고사하고 빛의 속도를 써야 한다.     그런 빛의 속도로도 우리 별인 태양과 가장 가까운 별까지 가는데 4년 반이 걸린다. 이제는 빛의 속도로도 그 빠르기를 표현하기에 버거워진다. 우리 태양이 속한 은하를 특별히 은하수 은하라고 부른다. 은하수에는 태양과 같은 별이 약 4천억 개나 있는데 빛이 은하수를 가로질러 가는데 약 10만 년이 걸린다. 그리고 은하수 은하와 가장 가까운 이웃 은하인 안드로메다 은하와는 250만 광년 떨어져 있다. 다시 말해서 두 은하를 건너가려면 빛의 속도로도 250만 년 걸린다는 말이다.   그러니 이제는 빛의 속도도 의미가 없어졌다. 하지만 이 우주에서 빛보다 빠른 것은 없다. 모든 것이 상대적인 우주에서 단 한 가지 절대적인 것이 있다면 빛의 속도다. 아인슈타인이 밝혀낸 사실이다.     관측 가능한 우리 우주의 지름이 약 930억 광년이라고 하니 빛이 930억 년을 가야 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝에 도달할 수 있다는 말이다. 아무리 상상의 나래를 펼쳐도 영원이란 말로 귀결된다. 지구에 백 년 정도 사는 우리에게는 결국, 무한일 뿐이다.   참고로 속력은 영어로 speed라고 하며 그저 물체의 빠르기를 나타낼 때 사용하며 단위시간 당 움직인 거리를 말한다. 반면에 속도는 velocity라고 하며 물체의 빠르기 뿐만 아니라 그 방향까지 포함하는 개념으로, 출발점에서 도착점까지의 직선거리와 방향을 뜻한다. (작가)   박종진박종진의 과학 이야기 속도 자전 속도 은하수 은하 태양 주위

2023-02-24

[박종진의 과학 이야기] 허블 딥 필드

1920년대 초반까지만 하더라도 은하가 바로 우주였다. 그런데 변호사였던 에드윈 허블이 윌슨산 천문대에서 우리 은하 말고 다른 은하가 있다는 사실을 처음으로 알아냈다. 그때까지 은하와 우주는 거의 같은 의미였는데 이 우주에는 우리가 속한 은하수 같은 은하가 무려 수천억 개나 있었다. 허블이 외부은하를 발견함으로 우주는 하룻밤 사이에 엄청나게 커졌다. 밤하늘에 반짝이는 것은 별이다. 그런데 좀 희미하게 반짝이는 것은 별들이 모인 성운이라고 생각했다. 허블은 그것이 은하수 은하 밖에 있는 외부은하라는 사실을 밝혀낸 것이다. 갑자기 우주가 수천억 배로 커져 버렸다.       가시광선을 이용하는 망원경은 지구 대기층에 영향을 받는다. 그래서 대기권 밖에 망원경을 설치하기에 이르렀고, 1990년 일을 시작한 망원경에 허블을 기리는 의미에서 허블 우주망원경이라고 이름 붙였다. 그러나 허블 우주망원경의 운용에는 천문학적 비용이 들어가서 아무 일이나 함부로 할 수 없었다. 게다가 이미 밑 빠진 독에 물 붓기 식으로 돈이 들어가자 많은 사람이 허블 우주망원경에 회의적이기 시작했다.     그런 마당에 어떤 정신 나간 천문학자가 아무 근거도 없는 어떤 빈 곳을 뒤져보자는 제안을 해서 말도 안 되는 소리라며 무시 되고 말았다. 그런 고가 장비로 열흘씩 관측해야 하는 쓸데없는 짓을 할 필요가 없다는 것이었지만 어쨌든 허블 우주망원경이 발견한 것은 아무것도 없는 줄 알았던 우주 구석의 공간에 엄청난 세상이 있었다. 우주 한쪽 구석에 바늘구멍 크기의 공간에서 약 3천 개의 은하가 발견되었다. 지구 대기층의 방해로 일반적인 광학 망원경에 포착되지 않던 수많은 은하가 널려 있었다. 바로 허블 딥 필드다. 아무 것도 없어 보이는 것을 현미경으로 들여다보니 엄청난 세균이 득실거리는 것을 발견한 것과 같다.   지금까지의 발견으로 추측한 결과 우리 우주에는 적어도 약 2500억 개의 은하가 존재한다는 추정에 이른다. 우리가 속한 은하수는 그런 은하 중 하나인데, 우리 은하수 은하에만 약 4000억 개의 별이 있다. 그렇다면 우주에 존재하는 별의 총수는 몇 개나 될까? 두 천문학적 숫자를 곱하면 된다. 우리 인간의 기준으로 그 정도의 거리와 숫자는 무한이라고 할 수 있다. 정확한 계산 자체가 무의미하다는 말이다.   지금 작년 성탄절에 발사된 제임스 웹 우주망원경이 지구와 태양의 중력이 평형을 이루는 곳을 돌면서 더 환상적인 우주 사진을 보내고 있다. 우주 망원경의 발달로 우주는 더 커지고 은하는 우주 곳곳에서 더 많이 발견되고 있다. 참고로 우리 태양이 속한 은하수 은하는 그 너비가 10만 광년이다. 다시 말해서 은하수의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 가는데 빛의 속도로 10만 년이 걸린다는 말이다.     우주에 널린 은하 중 하나인 은하수의 변방에 태양이란 별이 있고, 그 태양 주위를 도는 여덟 개의 행성 중 하나인 지구에 우리가 살고 있다. 우리는 우리가 이 우주에 아주 중요한 존재라고 생각하지만 천만의 말씀이다. 태양계의 규모로 보나, 은하수 은하만 놓고 보든지 더 나아가서는 우주 전체를 상상했을 때 지구 위에 사는 우리의 존재는 너무나 미약해서 지금 우리를 괴롭히는 코로나바이러스 하나에도 미치지 못한다. (작가)     박종진박종진의 과학 이야기 허블 필드 허블 우주망원경 우리 은하수 은하수 은하

2022-11-25

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