도리얌 님의 블로그

천문학

1. 핵폭탄을 연구하던 물리학자, 우주로 향하다야코프 즈엘도비치(Yakov Borisovich Zeldovich, 1914–1987)는 20세기 과학사에서 가장 다재다능하면서도 영향력 있는 러시아 과학자 중 한 명이다. 그는 처음에는 폭발역학, 연소 이론, 핵무기 개발과 같은 고에너지 물리 분야에서 출발했지만, 후에는 블랙홀 물리학, 우주론, 암흑물질 이론에 이르기까지 이론물리학 전반에 걸쳐 놀라운 통찰을 보여주었다.소련 시절, 즈엘도비치는 스탈린 치하에서 핵무기 개발에 참여하며 국가의 전략 과학자로 활동했다. 그러나 그는 단순히 기술자가 아닌, 언제나 이론적 깊이를 추구한 과학자였다. 냉전의 긴장 속에서도 그는 순수 과학에 대한 열정을 잃지 않았고, 결국 그 열정은 우주 전체의 기원과 진화로 향하게 되..

천문학

1. 빅뱅의 잔향을 찾아낸 또 한 사람1964년, 미국 뉴저지 벨 연구소의 전파망원경 앞에서 두 명의 젊은 과학자가 마주한 의문의 잡음. 그 중 한 명이 아르노 펜지어스였다면, 다른 한 명은 바로 **로버트 윌슨(Robert Woodrow Wilson)**이었다. 두 사람은 우주를 향한 직접적인 관측보다는, 인공위성 통신을 위한 기술적 실험을 수행 중이었다. 하지만 우연히 잡히기 시작한 **배경 잡음(background noise)**이 그들의 과학적 여정을 송두리째 바꾸게 된다.이 잡음은 어디서든 들렸고, 하늘 전체에 걸쳐 동일한 특성을 보였다. 정교한 장비를 점검해도 이상은 없었고, 심지어 장비 내부에 있던 비둘기 배설물까지 치워보았지만 신호는 계속되었다. 윌슨은 이 잡음이 단순한 오차가 아닌 자연의..

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1. 고요한 우주 속에서 들려온 의문의 신호1964년, 미국 뉴저지에 위치한 벨 연구소. 전파망원경을 활용해 실험을 진행하던 두 젊은 과학자, **아르노 펜지어스(Arno Penzias)**와 **로버트 윌슨(Robert Wilson)**은 원인을 알 수 없는 신호에 당황하고 있었다. 이들은 인공위성이나 은하에서 오는 전파를 관측하는 실험 중이었지만, 방향에 상관없이 하늘 전체에서 들려오는 미세한 잡음이 실험을 방해하고 있었다.이 신호는 특정한 천체나 장비 결함과 관련되지 않았고, 온도를 계산해 보면 약 3켈빈(K) 수준의 마이크로파였다. 두 사람은 안테나 장비를 재조정하고, 심지어 장비 안에 쌓인 비둘기 배설물까지 제거해 보았지만, 잡음은 여전히 존재했다. 결국 그들은 이 잡음이 장비의 결함이 아닌, ..

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1. 끝나지 않은 퍼즐, 빅뱅 이론의 한계20세기 후반까지 천문학계는 빅뱅 이론을 중심으로 우주의 기원을 설명해왔다. 이 이론에 따르면, 우주는 약 138억 년 전 하나의 점에서 급격히 팽창하며 시작되었고, 시간이 흐르며 별과 은하들이 만들어졌다.하지만 빅뱅 이론에는 몇 가지 근본적인 문제들이 있었다. 왜 서로 너무 멀리 떨어져 인과관계를 가질 수 없는 두 지점이 동일한 온도를 가지고 있을까? 왜 우주는 거의 완벽하게 평평해 보일까? 또, 이론상 있어야 할 자기 단극은 왜 관측되지 않는 걸까? 이런 의문들은 기존 이론으로는 설명하기 어려웠다.2. 인플레이션 이론의 탄생1979년, 미국의 이론물리학자 앨런 구스는 이 문제들에 대한 해답을 찾기 시작했다. 그는 입자물리학과 양자역학의 개념을 초기 우주에 적용..

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● 우주의 잔향을 듣다1965년, 뉴저지의 벨 연구소 지붕 위에서 두 명의 과학자가 우주의 기원을 밝힐 단서를 우연히 포착했다. 그들의 이름은 아르노 펜지어스와 로버트 윌슨. 그들이 포착한 미세한 잡음은 단순한 전파 간섭이 아니었다. 그것은 빅뱅 이후 수십억 년 동안 우주 공간을 채우고 있던 열의 흔적이었다.이 미약한 전파는 **우주 마이크로파 배경복사(Cosmic Microwave Background, CMB)**로 불리며, 우주가 한 점에서 시작되어 팽창해 왔다는 결정적 증거가 되었다.● 연구의 시작 — 의도치 않은 발견펜지어스와 윌슨은 원래 에코 관측용 위성 통신 장비를 점검하고 있었다. 그들은 6m짜리 혼형 안테나(horn antenna)를 이용해 고주파 대역에서 신호를 정밀 측정하던 중 어디서나..

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1. 우주는 텅 빈 공간이 아니었다우주에 별이 있다. 별들이 모여 은하를 만든다.그 은하들이 무작위로 흩어져 있다고 생각했던 시절이 있었다.그러나 마거릿 겔러(Margaret Geller, 1947– )는 그 가정을 완전히 뒤집었다.그녀는 우주 전체에 거대한 구조가 존재한다는 사실을 발견했고,은하들이 마치 거미줄처럼 연결된 필라멘트와 공허한 공간의 패턴을 이룬다는 것을 보여줬다.이는 우주의 형성과 진화에 대한 사고방식을 근본적으로 바꿔놓은 발견이었다.2. 천체물리학의 입체지도를 그린 사람마거릿 겔러는 하버드에서 물리학을 전공하고,프린스턴에서 박사학위를 받은 후,1970~80년대 **하버드-스미소니언 천체물리센터(CfA)**에서 연구를 시작한다.그녀는 은하의 위치를 단순히 평면 상에 찍는 것이 아니라,적색..

천문학

1. 별의 내부에서 우주의 역사를 읽다밤하늘에 떠 있는 수많은 별들은 조용히 타오르지만,그 안에서는 원자들이 부딪히고 융합하며 새로운 원소를 만들어내는 거대한 핵 반응이 일어나고 있다.에드윈 살피터(Edwin Salpeter, 1924–2008)는 이 **별 내부의 ‘화학 공장’**을처음으로 이론적으로 정리한 천체물리학자다.그는 별이 어떻게 에너지를 생산하는지,별의 질량이 우주의 구조에 어떤 영향을 주는지,그리고 우주에는 어떤 별들이 얼마나 분포하는지를 계산해냈다.살피터의 작업은 단지 별에 대한 이론이 아니었다.우주를 이루는 물질, 원소, 구조 전반에 대한 결정적 통찰이었다.2. 핵천체물리학의 문을 열다1940~50년대, 천문학은 망원경 관측과 고전역학 중심에서점차 핵물리학과 양자역학을 결합한 이론천문학..

천문학

1. 우주의 끝과 시작을 동시에 바라본 사람스티븐 호킹(Stephen Hawking, 1942–2018)은 현대 천체물리학에서 가장 영향력 있는 이론가 중 하나다.그는 블랙홀, 특이점, 시간, 우주의 탄생과 종말 같은 주제를 다루면서,단순히 수학과 물리의 언어로 우주를 해석하는 것을 넘어서,그 우주가 왜 존재하는가라는 철학적 질문까지 던졌다.호킹은 중력 붕괴의 끝에서 우주의 시작을 찾았고,빛조차 빠져나오지 못하는 블랙홀의 안에서오히려 우주의 법칙이 더 명확해진다고 믿었다.그의 삶은, 몸은 움직일 수 없어도 사고는 시간과 공간을 초월할 수 있다는 증명이었다.2. 특이점 이론 — 시간과 공간의 끝호킹의 천문학적 여정은 1960년대 케임브리지 대학교 박사과정에서 시작된다.그는 로저 펜로즈(Roger Penro..

천문학

1. 별의 심장소리를 처음 들은 사람우주는 조용한 공간 같지만,사실 그 안엔 초당 수백 번의 박동으로 울려 퍼지는 별의 심장소리가 숨어 있다.이 신호를 처음 들은 사람은 라디오가 아닌, 인간의 눈이었다.조셀린 벨 버넬(1943~ )은 천문학 역사상 최초로 ‘펄사(Pulsar)’를 발견한 인물이다.그녀는 별의 죽음에서 나온,우주에서 가장 규칙적인 전파 신호를 해석하며전파천문학의 새 시대를 열었다.2. 망원경을 직접 짓던 대학원생1965년, 조셀린은 케임브리지 대학교 박사과정에 입학한다.지도교수는 전파천문학자 앤서니 휴이시(Antony Hewish).그들은 퀘이사(quasar)의 전파 변동을 연구하기 위한 새로운 망원경을 건설하고 있었다.이 망원경은 오늘날처럼 버튼 하나로 작동하는 기계가 아니었다.조셀린과 ..

천문학

1. 우주의 침묵에 질문을 던지다밤하늘은 말이 없다.그러나 **프랭크 드레이크(Frank Drake, 1930–2022)**는 묻기를 멈추지 않았다.그는 평생 동안 단 하나의 질문에 집중했다.“이 우주에 우리 외에도 누군가가 있을까?”그는 **외계 지적 생명체 탐사(SETI)**라는 새로운 천문학의 영역을 열었고,이 질문을 과학적 탐구의 대상으로 끌어올린 인물이었다.우주에 귀를 기울인 최초의 천문학자 —프랭크 드레이크는 침묵 속에서 신호를 기다린 사람이었다.2. 전파천문학의 문을 열다프랭크 드레이크는 코넬 대학교에서 전기공학을 공부했지만,곧 천문학과 물리학으로 진로를 바꾸며 우주의 신호에 귀를 기울이기 시작했다.1950~60년대, 라디오 기술의 발전은 전파망원경을 통한 새로운 천문학적 접근을 가능하게 만..