적색편이와 청색편이 (도플러 효과, 우주 팽창, 허블 법칙)밤하늘의 은하 대부분이 우리에게서 멀어지고 있다는 사실, 알고 계셨습니까? 처음 이 이야기를 접했을 때 저는 솔직히 실감이 잘 나지 않았습니다. 빛의 색이 바뀐다는 것으로 우주의 움직임 전체를 읽어낼 수 있다니, 그게 가능한 일인가 싶었습니다. 그런데 파고들수록 적색편이와 청색편이는 단순한 물리 현상이 아니라, 우주의 역사를 통째로 열어주는 열쇠라는 생각이 들었습니다.도플러 효과, 빛에도 적용된다혹시 구급차가 지나갈 때 사이렌 소리가 달라진다는 걸 느껴보셨습니까? 저도 어릴 때 그 소리 차이가 왜 생기는지 궁금했는데, 그게 바로 도플러 효과(Doppler Effect) 때문입니다. 여기서 도플러 효과란 파동을 내는 물체가 관측자에게 가까워지거나 ..

지상 망원경 vs 우주망원경 (대기영향, 관측한계, 상호보완)우주망원경이 지상 망원경보다 무조건 낫다고 생각하시는 분들이 많습니다. 저도 처음에는 그렇게 생각했습니다. 그런데 실제로 두 망원경의 차이를 파고들수록, 이 질문이 생각보다 훨씬 복잡하다는 걸 알게 됐습니다. 단순히 어느 쪽이 더 좋다는 식으로 정리되는 문제가 아니었습니다.대기영향 — 지구 위에서 우주를 본다는 것의 한계지상 망원경이 겪는 가장 큰 문제는 대기 산란입니다. 대기 산란이란 별빛이 지구 대기를 통과하면서 공기 입자에 부딪혀 방향이 흐트러지는 현상을 말합니다. 밤하늘에서 별이 반짝여 보이는 이유가 바로 이 때문인데, 망원경 입장에서는 이 반짝임이 관측 데이터를 흐리게 만드는 노이즈입니다.저도 처음 이 개념을 접했을 때는 "그래서 날씨..

망원경의 원리 (전자기파, 광학망원경, 우주망원경)망원경이 '멀리 보는 도구'라는 건 누구나 압니다. 그런데 인류가 관측하는 우주의 대부분은 사실 눈에 보이지 않는 빛으로 이루어져 있다면 어떨까요. 저도 처음 이 사실을 접했을 때 꽤 당혹스러웠습니다. 우리가 아는 망원경의 이미지와 현실 사이엔 꽤 큰 간극이 있었습니다.가시광선 너머를 보는 눈, 전자기파 관측의 세계망원경 하면 갈릴레이가 들여다보던 긴 통을 먼저 떠올리는 분들이 많습니다. 실제로 광학망원경(Optical Telescope)은 인간의 눈이 감지할 수 있는 가시광선 영역의 빛을 렌즈나 거울로 모아 천체를 확대해서 보는 장치입니다. 여기서 가시광선이란 파장이 약 380nm에서 700nm 사이에 해당하는 빛으로, 인간의 눈이 색과 형태로 인식할 ..

우주의 마지막 시나리오 (열적 죽음, 빅 크런치, 빅 립)솔직히 처음 이 주제를 파고들었을 때는 그냥 막연한 호기심이었습니다. 그런데 자료를 읽으면 읽을수록 "우주가 언제 어떻게 끝나는가"라는 질문이 단순한 공상이 아니라, 현재 우주의 구조 자체를 이해하는 데 직결된 문제라는 걸 깨달았습니다. 현재 가장 유력한 종말 시나리오는 세 가지로 압축됩니다. 이 글에서 그 세 가지를 하나씩 뜯어보겠습니다.열적 죽음, 가장 조용한 우주의 마지막제가 처음 이 시나리오를 접했을 때 예상 밖이었던 건 종말이 폭발이나 붕괴가 아니라 그냥 '꺼져간다'는 그림이었다는 점입니다. 드라마틱한 결말을 상상했는데, 실제로 가장 유력하다고 평가받는 시나리오는 훨씬 조용했습니다.열적 죽음은 열역학 제2법칙에서 도출되는 개념입니다. 여기..

우주의 극저온 (부메랑 성운, 우주배경복사, 절대영도)우주에서 자연 상태로 존재하는 가장 차가운 장소의 온도가 절대영도보다 겨우 1K(켈빈) 높은 수준이라는 사실, 알고 계셨습니까? 처음 이 숫자를 마주했을 때 저는 솔직히 조금 멍했습니다. 차갑다는 표현이 무색할 정도로, 그건 거의 '온도가 없는 것에 가까운' 상태였습니다.부메랑 성운, 우주보다 더 차가울 수 있을까우주배경복사(CMB)라는 개념을 들어보신 적 있으십니까? 우주배경복사란 빅뱅 직후 우주 전체에 퍼진 열복사의 흔적으로, 현재 우주 공간의 평균 온도인 약 2.7K를 만들어내는 에너지입니다. 쉽게 말해, 아무것도 없는 우주 공간이라도 최소 2.7K의 온도를 유지하고 있다는 뜻입니다.그런데 부메랑 성운은 이 우주배경복사보다도 낮은, 약 1K 수준..

우주 최고 온도 (초신성, 입자가속기, 플랑크 온도)저도 처음엔 태양이 우주에서 가장 뜨거운 곳일 거라 당연하게 생각했습니다. 그런데 자료를 찾다 보니 태양 중심부의 약 1500만 도는 우주 전체 온도 스케일에서 보면 그야말로 시작에 불과하다는 걸 알게 됐습니다. 우주의 극한 온도를 이해하려면 생각보다 훨씬 깊은 곳까지 파고들어야 합니다.초신성과 블랙홀, 태양은 비교 대상도 못 됩니다솔직히 이건 예상 밖이었습니다. 초신성(supernova)이 폭발하는 순간, 그 중심부 온도는 수백억 도에 달합니다. 여기서 초신성이란 거대한 별이 수명을 다하고 한순간에 폭발하면서 엄청난 에너지를 방출하는 현상을 말합니다. 이 폭발은 태양이 평생 내뿜는 에너지를 단 몇 초 만에 쏟아낼 정도입니다.그런데 저는 이 수치를 처음..