우주 지도 제작 (적색편이, 우주 거대구조, SDSS)어릴 때 지구본을 처음 봤을 때의 그 묘한 감각, 기억하시는 분들 계실 겁니다. 제가 처음으로 우주 지도를 접했을 때도 정확히 그런 느낌이었습니다. 손으로 만질 수도, 직접 가볼 수도 없는 세계를 누군가 지도로 그려냈다는 사실이 너무 신기해서 한동안 화면에서 눈을 못 뗐습니다. 우주 지도는 단순히 별의 위치를 점으로 찍어놓은 그림이 아닙니다. 그 뒤에는 엄청난 양의 관측 데이터와 수십 년의 연구가 쌓여 있습니다.우주를 '재는' 방법, 적색편이와 관측 기술의 원리직접 겪어보니, 우주 지도를 이해하려면 먼저 이 질문부터 시작해야 했습니다. "도대체 수십억 광년 떨어진 은하까지의 거리를 어떻게 측정하는 걸까?" 지구 지도라면 GPS나 측량 장비로 거리를 잴..

우주 거리 측정 (시차, 세페이드 변광성, 적색편이)밤하늘을 올려다보다가 "저 별까지 얼마나 멀까?"라는 생각을 해보신 적 있으신가요? 저도 예전에 이 질문을 붙들고 꽤 오래 헤맸습니다. 킬로미터나 광년이라는 단위를 써봐도 머릿속에서 실감이 나지 않았습니다. 그러다 과학자들이 우주 거리를 단계별로 측정하는 방식, 이른바 '우주 거리 사다리'를 공부하면서 비로소 그 구조가 눈에 들어왔습니다.시차로 가까운 별 거리 재기처음 우주 거리 사다리를 접했을 때 가장 먼저 배운 방법이 시차(parallax) 측정이었습니다. 여기서 시차란, 지구가 태양 주위를 공전하면서 생기는 별의 겉보기 위치 변화를 이용해 거리를 계산하는 방법입니다. 쉽게 말해, 6개월 간격으로 지구가 태양 반대편에 위치할 때 같은 별을 두 번 관..

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 ..

별빛 스펙트럼 (흡수선, 적색편이, 우주팽창)별빛을 보면서 저 빛이 단순한 밝기 이상의 정보를 담고 있다고 생각한 적 있으신가요? 저도 처음엔 그냥 먼 곳에서 오는 빛이라고만 여겼습니다. 그런데 스펙트럼 분석이라는 개념을 접하고 나서 생각이 완전히 바뀌었습니다. 빛 하나로 별의 성분과 온도, 움직임까지 읽어낸다는 사실이 처음엔 믿기 어려울 정도였습니다.흡수선, 별이 숨겨둔 서명빛을 프리즘으로 분해하면 무지개처럼 색이 펼쳐집니다. 그런데 그 색의 띠를 자세히 들여다보면 특정 위치에 검은 선들이 박혀 있습니다. 이걸 흡수선(Absorption Line)이라고 부릅니다. 여기서 흡수선이란, 별빛이 별 대기를 통과하면서 특정 원소가 특정 파장의 빛을 흡수해 남기는 고유한 검은 줄무늬를 의미합니다. 마치 지문처럼..

올베르스의 역설 (우주 팽창, 적색편이, 우주 나이)밤하늘이 어두운 건 당연한 것처럼 느껴지지만, 사실 이건 우주의 나이와 구조를 통째로 꿰뚫는 질문과 연결됩니다. 처음 이 주제를 접했을 때 저도 잠깐 멈칫했습니다. 별이 수천억 개가 넘는 은하가 수천억 개 존재한다면, 왜 밤하늘 전체가 빛으로 가득 차 있지 않을까요.별이 무한히 많다면 밤하늘은 왜 어둡지 않을까19세기 독일 천문학자 하인리히 올베르스는 아주 단순한 논리를 들고 나왔습니다. 우주가 무한하고, 별이 그 안에 고르게 분포해 있다면, 어느 방향으로 시선을 뻗어도 결국 어딘가에 있는 별의 표면에 닿게 됩니다. 그렇다면 밤하늘은 낮처럼 환해야 합니다. 그런데 실제로는 그렇지 않습니다. 이것이 올베르스의 역설입니다.이 모순이 단순한 천문학 퀴즈처럼 ..

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..