암흑에너지와 우주 팽창 (우주상수, 적색편이, 빅 립)우주가 점점 느려지고 있다고 생각하셨나요? 저도 그렇게 믿고 있었습니다. 그런데 실제 관측 결과는 완전히 반대였습니다. 우주는 지금 이 순간도 점점 더 빠르게 팽창하고 있고, 그 원인은 아직 아무도 정확히 모릅니다. 이름만 붙여놓은 존재, 암흑에너지 이야기입니다.우주상수와 팽창 가속, 무엇이 밝혀졌나중력이 있는데 왜 우주 팽창이 빨라지냐고 묻는다면, 저도 처음에 그게 가장 이상했습니다. 은하와 은하 사이에는 질량이 있고, 질량은 서로 끌어당깁니다. 빅뱅 이후 우주가 퍼져나가더라도 중력이 서서히 그 속도를 줄일 거라는 건 직관적으로 당연한 결론처럼 보였습니다. 실제로 오랫동안 많은 과학자들도 같은 예측을 했습니다.그 예측이 완전히 뒤집힌 건 1990년대..

웜홀 이론 (아인슈타인-로젠 다리, 이상 물질, 시간여행)우주에서 거리라는 개념이 절대적이지 않을 수 있다면 어떻게 될까요? 저도 처음엔 그냥 SF 설정이라고 넘겼습니다. 그런데 웜홀은 실제 물리학 방정식에서 등장하는 개념입니다. 아직 관측된 적은 없지만, "완전히 불가능하다"라고 단정할 수도 없는 상태라는 게 더 기묘합니다.아인슈타인-로젠 다리, 방정식에서 태어난 구조웜홀을 처음 접하면 대부분 인터스텔라 같은 영화부터 떠올립니다. 저도 그랬습니다. 그런데 이 개념은 아인슈타인과 물리학자 로젠이 일반상대성이론(General Theory of Relativity) 방정식을 풀다가 수학적으로 등장한 해 중 하나입니다. 여기서 일반상대성이론이란 아인슈타인이 1915년에 발표한 이론으로, 중력을 공간과 시간의 ..

중력파로 본 우주 (LIGO 검출, 블랙홀 충돌, 중성자별 병합)솔직히 저는 중력파라는 개념을 처음 접했을 때 이게 정말 실재하는 현상인지 반신반의했습니다. 빛도 소리도 아닌데 우주 공간을 통해 '파동'이 전해진다는 게 직관적으로 받아들여지지 않았기 때문입니다. 그런데 이 현상이 단순한 이론이 아니라 인간이 직접 측정에 성공한 실재하는 물리 현상이라는 사실을 알고 나서, 우주를 '본다'는 개념 자체가 바뀌고 있다는 생각이 들었습니다.LIGO 검출, 인류가 처음 우주의 떨림을 들은 순간중력파(Gravitational Wave)는 아인슈타인의 일반 상대성이론(General Theory of Relativity)이 예측한 현상입니다. 여기서 일반 상대성이론이란, 중력을 단순히 물체를 끌어당기는 힘이 아니라 질..

중성자별 (초신성, 펄서, 중력파)처음 중성자별 밀도 이야기를 들었을 때 저는 솔직히 귀를 의심했습니다. 각설탕 크기 물질이 수억 톤이라는 설명이 너무 비현실적이어서 한동안 멍하니 앉아 있었던 기억이 납니다. 이 글에서는 중성자별이 어떻게 태어나고, 어떤 특성을 가지며, 왜 현대 우주과학에서 그토록 중요하게 다뤄지는지 제 경험과 함께 풀어보려 합니다.초신성 폭발, 별의 죽음이 만드는 가장 강렬한 순간중성자별을 이해하려면 먼저 그 탄생 과정부터 들여다봐야 합니다. 중성자별은 태양보다 훨씬 무거운 별이 생을 마감하면서 만들어집니다. 모든 별이 이 과정을 겪는 건 아닙니다. 질량이 어느 수준 이상 되어야만 이 극단적인 결말을 맞이합니다.별은 평생 핵융합(nuclear fusion)으로 균형을 유지합니다. 여기..

평행우주 (다세계 해석, 우주 인플레이션, 양자역학)솔직히 저도 처음엔 평행우주라는 말을 들었을 때 영화 마케팅 문구라고 생각했습니다. 그런데 실제로 현대 물리학의 핵심 이론들이 이 개념을 진지하게 다루고 있다는 걸 알게 됐을 때, 단순한 흥미를 넘어서 꽤 오래 이 주제를 파고들게 됐습니다. 증명된 사실이 아니라 아직 가설 수준이지만, 그 가설을 떠받치는 이론의 깊이가 생각보다 훨씬 묵직했습니다.다세계 해석, 처음엔 그냥 SF인 줄 알았습니다제가 처음 다세계 해석(Many-Worlds Interpretation)이라는 개념을 접한 건 양자역학 관련 글을 읽다가였습니다. 여기서 다세계 해석이란, 양자역학에서 입자가 측정되기 전까지 여러 상태로 동시에 존재하는 '중첩(superposition)' 현상이 관측..

우주의 끝 (관측 가능한 우주, 우주 곡률, 암흑에너지)솔직히 저는 꽤 오랫동안 우주에도 당연히 "벽" 같은 게 있을 거라고 믿었습니다. 어릴 때부터 우주를 상상하면 머릿속에서 늘 같은 질문에 막혔는데, 막상 공부를 시작하고 보니 과학자들조차 아직 그 질문에 완벽한 답을 내리지 못했다는 사실이 오히려 더 충격이었습니다. 이 글에서는 제가 공부하면서 직접 부딪혔던 혼란과 그 과정에서 정리된 개념들을 풀어보려 합니다.관측 가능한 우주, 처음엔 숫자 자체가 이해가 안 됐습니다우주를 공부할 때 처음 만나는 개념이 관측 가능한 우주(Observable Universe)입니다. 여기서 관측 가능한 우주란 빅뱅 이후 지금까지 빛이 우리에게 실제로 도달할 수 있었던 공간적 범위를 의미합니다. 쉽게 말해 우리가 원론적으..