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..

외계행성 대기 분석 (통과측광, 분광법, 제임스웹)뉴스에서 "외계행성 대기에서 수증기 검출"이라는 제목을 봤을 때, 저는 잠깐 화면을 멈추고 다시 읽었습니다. 수백 광년 떨어진 행성의 공기 성분을 여기서 안다는 게 직관적으로 납득이 안 됐습니다. 그런데 그 방법을 들여다보니, 놀라울 만큼 논리적인 원리가 바탕에 있었습니다.통과측광으로 별빛을 가로채다외계행성 대기 분석의 출발점은 통과측광(Transit Photometry)입니다. 여기서 통과측광이란, 행성이 모성(母星), 즉 자신이 속한 별 앞을 가로지를 때 별빛이 미세하게 어두워지는 현상을 측정하는 방법입니다. 이 순간이 핵심입니다. 행성에 대기가 있다면, 별빛 일부가 대기층을 통과하게 되고, 그 과정에서 특정 파장의 빛이 흡수됩니다.제가 처음 이 개념..

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..

암흑에너지 (우주 팽창, 암흑물질, 코스모스)우주가 점점 느려지며 수축할 거라고 생각하셨나요? 저도 그렇게 당연히 믿고 있었습니다. 그런데 실제 관측 결과는 완전히 반대였습니다. 우주는 지금 이 순간에도 점점 더 빠르게 팽창하고 있고, 그 원인을 과학자들은 아직 제대로 설명하지 못하고 있습니다. 이 불편한 사실이 저를 암흑에너지라는 주제로 끌어들였습니다.우주 팽창, 왜 느려지지 않는 걸까중력은 물질을 서로 끌어당깁니다. 그렇다면 우주도 시간이 흐를수록 팽창 속도가 줄어드는 것이 자연스럽지 않을까요? 저도 처음에는 그게 당연한 흐름이라고 생각했습니다. 그런데 1990년대 후반, 초신성(supernova) 관측 데이터를 분석하던 두 연구팀이 전혀 다른 결론에 도달했습니다. 여기서 초신성이란 항성이 수명을 다..

우주 관측 (전자기파, 다중파장, 우주정보)우주 사진이 그냥 카메라로 찍은 이미지라고 생각했던 적 있으신가요? 저는 꽤 오래 그렇게 믿었습니다. 알고 보니 허블이나 제임스웹 우주망원경이 포착하는 이미지는 눈에 보이지 않는 파장의 데이터를 색으로 변환해 합성한 결과물입니다. 우주는 생각보다 훨씬 많은 말을 하고 있었고, 우리는 그중 극히 일부만 눈으로 보고 있었던 것입니다.전자기파: 우주가 정보를 보내는 방식일반적으로 빛이라고 하면 눈에 보이는 가시광선만 떠올리기 쉽습니다. 저도 그랬습니다. 그런데 가시광선은 전자기파(electromagnetic wave) 스펙트럼 전체에서 극히 좁은 범위에 불과합니다. 여기서 전자기파란 전기장과 자기장이 서로를 유도하며 공간을 파동 형태로 전파하는 에너지를 말합니다. 파..

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..