세상을 최적화

우주는 얼마나 클까? 20세기 초, 섀플리는 우리 은하계를 가로지르는데 30만 광년이 걸린다고 믿었다. 최근 이론보다 3배나 크지만, 그의 측정값은 그 당시로써는 꽤 괜찮았다. 특히, 그는 은하수 내에서 정확한 비례 거리를 계산했다. 그러나 당시 사람들에게는 30만 광년이라는 시간이 터무니없이 큰 수치로 보였다. 사실, 섀플리 자신은 은하수가 예외적으로 크다고 믿었다. 망원경으로 볼 수 있는 다른 은하수 같은 나선은하들은 우리의 항성계와 비교가 안 된다고 주장했다. 하지만 커티스의 생각은 달랐다. 그는 정확히 우리 은하만큼 큰 다른 은하들이 우주 전체에 퍼져 있다고 생각했다. 그러나 흥미롭게도, 그의 출발점은 은하수가 섀플리가 계산한 것보다 훨씬 작다는 믿음이었다. 커티스가 사용한 계산에 따르면 은하수의..

퀘이사란 무엇인가? 퀘이사는 너무 밝게 빛나서 그들을 포함하고 있는 고대 은하까지 일식을 일으킬 수 있다. 또한 우리 태양보다 10억 배나 큰 블랙홀 안에서 움직이며 까마득히 멀리 있다. 이 신비로운 천체는 반세기 전 처음 발견된 이후부터 천문학자들의 큰 관심거리가 되었다. 독일 막스 플랑크 천문연구소의 천문학자 브람 베네만스에 따르면, 퀘이사는 가장 밝고 가장 먼 것으로 알려진 천체 중 하나이며 초기 우주를 이해하는 데 매우 중요하다. 퀘이사를 발견하다 1930년대에 벨 전화 연구소의 물리학자 칼 얀스키는 대서양 횡단 전화선에 대한 간섭이 은하수에게서 오고 있다는 것을 발견했다. 1950년대까지 천문학자들은 전파망원경을 사용하여 하늘을 탐사하고 그 신호를 하늘에 대한 가시적인 조사와 결합했다. 그러나 ..

블랙홀은 우주에서 가장 이상하고 신비한 물체이다. 블랙홀은 아주 밀도가 높으며, 상상 이상의 강한 중력을 가지고 있어서 빛조차도 가까이 오면 벗어날 수 없다. 중력이 너무 강한 탓에 빛이 휘어지고 공간이 뒤틀리고 시간이 왜곡될 정도이다. 블랙홀에 대해 처음 거론한 사람은 알버트 아인슈타인이다. 그는 1916년에 일반 상대성 이론으로 블랙홀의 존재를 처음 예언했다. 블랙홀이라는 용어는 수년 후인 1967년 미국의 천문학자 존 윌러에 의해 만들어졌다. 수십 년 동안 블랙홀이 이론의 대상으로만 알려진 후, 1971년에 처음으로 물리적 블랙홀이 발견되었다. 그 후 2019년에 EHT(Event Horizon Telescope)가 최초로 블랙홀에 대한 영상을 공개하였다. 망원경이 지평선을 조사하던 중 M87 은하..

언젠가 소행성의 충돌이 지구에 대재앙을 일으킬 것인가? 공룡이 멸종한 까닭으로 가장 널리 알려진 가설 중 하나는, 소행성의 충돌로 인해 지구의 기후가 변화했기 때문이라는 것이다. 이와 관련하여 리사 랜달은 흥미로운 이론을 내세웠다. 공룡을 멸종시킨 혜성이 보이지 않는 얇은 원반 모양의 물질 때문에 지구에 충돌했다는 것이다. 그 보이지 않는 물질이란 바로 지구 주변에 존재하는 암흑 물질이다. 대략적으로 살펴보면, 태양계가 은하수를 돌 때 지구의 암흑 물질 원반형 혜성들은 은하의 먼 지역에서 혜성들을 주기적으로 지구로 투하한다는 이론이다. 이 혜성들 중 하나가 공룡을 멸종시켰다는 것이다. 암흑 물질이 어떻게 공룡 멸종에 책임이 있을까? 지난 세기의 모든 과학적 발전 중에서 가장 인상적인 것은, 지구에서 우리..

암흑 물질과 암흑 에너지라는 미스테리 우리 눈에 보이는 우주는 지구, 태양, 다른 별 그리고 은하를 포함하여 양자와 중성자, 그리고 원자로 뭉쳐진 전자들로 이루어져 있다. 20세기의 가장 놀라운 발견들 중 하나는 이 평범한 혹은 사람의 눈에 관측 가능한 물질이 우주 질량의 5퍼센트 미만을 차지한다는 것이다. 우주의 나머지 부분은 암흑 물질이라고 불리는 불가사의하고 보이지 않는 물질(25%)과 암흑 에너지로 알려진 중력을 억제하는 힘(70%)으로 이루어져 있는 것으로 보인다. 과학자들은 아직 암흑 물질을 직접 관찰하지 못했다. 그것은 이음매 물질과 상호작용하지 않고 빛과 다른 형태의 전자기 방사선에 완전히 보이지 않기 때문에 암흑 물질을 현존하는 기술이나 도구로는 감지할 수 없다. 그러나 과학자들은 그것이..

보이지 않는 암흑 물질 우주 질량의 약 80%는 과학자들이 직접 관찰할 수 없는 물질로 이루어져 있다. 암흑물질로 알려진 이 이상한 성분은 빛이나 에너지를 방출하지 않는다. 그렇다면 과학자들은 왜 그것이 지배적이라고 생각할까? 적어도 1920년대부터 천문학자들은 우주에는 육안으로 볼 수 있는 것보다 더 많은 물질이 포함되어 있다고 가정해 왔다. 이후 암흑물질에 대한 지지가 커졌고, 암흑물질에 대한 확실한 직접적인 증거는 포착되지 않았지만 최근 몇 년 동안 강력한 근거가 있었다. 예일 대학의 연구원인 피터 반 도쿰은 별들의 움직임이 얼마나 많은 물질이 있는지를 말해준다고 한다. 반 도쿰은 거의 암흑 물질로 구성된 '드래곤 44' 은하를 식별하는 팀을 이끌었던 경력이 있다. 그에 따르면, 암흑 물질은 어떤 ..