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Date 2013/07/15 21:37:35
Name Neandertal
Subject [일반] 우주에서 관측되고 있는 가장 이상한 것들 (2)
제가 며칠 해외에 나갔다 오느라 후속 글을 올리지 못했었는데 그 간에 안동섭님이 전문가적인 의견이 들어가 있는 좋은 글을 올려주셔서 저는 그냥 후속편은 쓰지 말까 하다가 그래도 시작했으니 마무리는 해야할 것 같아서 글을 올립니다...
잡스런 글이 되겠지만 널리 양해해 주시기를 바랍니다...--;;;




5. 암흑 에너지

과학자들을 포함해서 이 지구상에 있는 모든 이들을 혼란스럽게 만드는 놈이 있습니다. 바로 “암흑 에너지”라고 불리는 녀석이지요. 암흑 에너지는 알려져 있는 우주의 약 73%를 차지하고 있다고 합니다. 이 녀석들은 전 우주에 분포하고 있으며 은하들을 서로간에 점점 더 멀리 밀어내고 있는 것으로 여겨지고 있습니다. 즉 우주의 팽창에 대해서 역할을 하고 있는 것이 바로 암흑 에너지라는 것입니다.

어떤 천문학자들은 언젠가 우리 은하도 수 조년 후에는 섬처럼 고립된 우주가 될 것이라고 보고 있습니다. 우리 은하에서 더 이상 다른 은하를 볼 수 없게 되기 때문에 마치 망망대해 속에 홀로 떠 있는 섬처럼 될 거라는 것이지요.

다른 학자들인 팽창의 속도가 너무나 커서 “빅립(Big Rip)”시나리오대로 갈 것으로 보고 있기도 합니다.
이 시나리오에 따르면 암흑 에너지의 힘이 너무나 세서 중력도 극복할 것이고 마침내 은하와 별들, 행성들을 갈기갈기 찢어놓고 분자들도 분해해 버리고 원자와 아원자들 까지도 다 찢겨나가게 될 거라고 합니다 (비유가 맞는 지는 모르겠는데 풍선에 계속 바람을 집어넣어서 팽창시키면 결국에는 “펑!”하고 터져버리는 것처럼 말입니다).
다행(?)이도 우리 인간들은 이 험한 꼴 보기 훨씬 전에 벌써 우주에 존재하고 있지 않을 거라고 하는군요…




4. 행성들

행성들이 우주에서 관찰되는 신기한 존재들이라고 하니까 좀 이해가 안 갈수도 있겠네요. 바로 우리들도 그런 행성 위에서 살고 있으니까요. 하지만 아직까지 어떠한 이론도 정확하게 어떻게 해서 행성들이 가스와 먼지의 원반으로부터 생성되는지 설명해 주고 있지는 못하다고 합니다. 특히 우리 지구처럼 암석 기반의 행성에 대해서는 더 그렇고요.

행성들을 차지하고 있는 물질들의 대부분은 다 행성의 표면 밑에 감춰져 있는데 아직 우리는 우리 태양계의 몇몇 행성에 대해서만,  그것도 조금 알아낸 것 뿐입니다.

1990년이 되어서야 비로소 우리 태양계 바깥에 있는 행성이 발견되었고 2008년 11월에야 처음으로 사실상 태양계 밖의 행성의 이미지가 찍혔을 뿐이지요.




3. 중력
별들을 탄생시키고 행성들이 서로 모여있게 만들고 궤도를 돌게 만드는, 우주에서 가장 폭넓게 분포하고 있으면서 또한 가장 약한 힘인 중력. 과학자들은 중력을 예측하기 위해서 중력의 현상을 설명하는 방정식을 계속 만들고 다듬어 왔지만 이 중력의 원천이 무엇인가에 대해서는 전혀 알고 있는 바가 없다고 합니다.
어떤 학자들은 중력자(graviton)이라는 입자가 모든 물질 속에 들어 있어서 중력의 힘을 작용하게 만든다고 주장하기도 하지만 이들을 실제로 검출할 수 있을 지에 대해서는 회의적인 시각이 많다고 합니다.
하지만 여전히 우주에 있어서 큰 변화를 불러오는 중력파를 찾기 위한 사냥이 대규모로 이루어지고 있는데 만약 이것이 검출된다면 우주가 “시공간의 직조물”이라는 아인슈타인의 개념이 힘을 얻게 될 거라고 합니다.




2. 생명체
물질과 에너지는 우주에 풍부하지만 모든 곳에 다 생명체들이 번성하고 있지는 않습니다. 이런 우주적인 주사위가 제대로 던져져서 생명체가 탄생할 수 있게 되는 경우는 넓고 넓은 우주 속에서도 아주 제한적인 것 같습니다. 일단 우리 태양계 내에서는 지구만이 그러한 조건을 갖추고 있지요. 그런 의미에서 여러분들은 솔로 혹은 커플 여부에 상관없이 모두 경이적인 존재라고 하겠습니다…

그러나 이런 생명체를 만들어내는 정확한 조합이 무엇인가에 대해서는 아직도 수수께끼인 부분이 많다고 합니다. 우주에서 생명체를 찾기 위한 노력, 그리고 생명 탄생의 비밀을 풀기 위한 노력은 지금도 계속되고 있습니다.




1. 우주 그 자체
암흑 에너지, 암흑 물질 등 이 모든 신비한 것들을 모두 품고 있는 존재 바로 우주. 우주배경복사를 통해서 과학자들은 우리 우주가 “빅뱅”으로부터 탄생했다고 생각하고 있습니다. 우주가 초 고온, 초 밀도의 상태에서 무어라 설명할 수 없는 에너지의 팽창으로 우주가 탄생되었다고 하는데 그럼 빅뱅 이전은 무엇인지?...시간도 공간도 아무것도 없는 절대적인 무(無)의 상태였는지?...그럼 어떻게 갑자기 그런 철저하고 절대적인 무의 상태에서 에너지의 갑작스런 팽창이 일어날 수 있는지?...정말 신이 우주를 만들었는지? 그렇다면 그 신은 또 누가 만들었는지?...빅뱅 이전에도 창조주는 존재하고 있었는지?...창조주가 갑자기 심심해서 그냥 한번 우주를 만들어 본 건지?...우리 우주는 탄생 그 자체가 너무나 신기하고 미스터리하다고 하지 않을 수 없을 것 같습니다.


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alopecia
13/07/15 21:45
수정 아이콘
그런 의미에서 여러분들은 솔로 혹은 커플 여부에 상관없이 모두 경이적인 존재라고 하겠습니다…

후... 감사합니다 ㅠㅠ
하늘이어두워
13/07/15 21:45
수정 아이콘
전 이런거 볼때마다 쓸대없이 막연한 두려움을 느낍니다. 방금전에도 소름이 덜덜.. 인간은 얼마나 미개한존재인지 가늠조차 되지않네요.
지구조차 완벽히 파헤쳐지지않았는데 우주에대한 비밀을 인간이 풀어낼수있을지... 인간이 우주의 비밀을 풀어내는건 불가능이라고 생각되네요.
좋아요
13/07/15 21:48
수정 아이콘
혹시나 '제 여자친구가' 관측됐을까 싶어 클릭했는데 역시 없군요
Neandertal
13/07/15 21:50
수정 아이콘
업쑤미다...죄송...--;;
인간흑인대머리남캐
13/07/15 21:54
수정 아이콘
나는야 경이적인 존재- ....인데 사전에보니 경이2=게으르고 해이함, 기울어져 무너짐 이란 뜻도... 흑...
13/07/15 22:16
수정 아이콘
예전에 물리학을 전공했다는(?) 어떤 스님의 강의를 들으면서 그분의 말씀이 참 와닿습니다.
"원자의 세계는 잘 생각해보면 우리가 우주라 지칭하는 곳과 참 비슷한 면이 많다."
그 이후로 하나하나의 원자가 어쩌면 소우주가 아닐까 하는 생각이 듭니다. 뻘생각이겠지만요.. ^^

제 전공인 Computer aided dynamics를 공부하면서 이 세상 모든것을 수학적으로 표현하는 것이 가능하다는 자만심에 빠지다가도..
우주만 생각하면 그 모든 것이 뒤틀리는 거 같아서 참 묘한 기분이 듭니다.
우물한 개구리라는 말은 우리 인간을 지칭하는 가장 정확한 표현이라는 생각이 듭니다.
어쩌면 우물안 개구리가 아니라 우물안 물 분자 하나 정도가 아닐까 하는 생각도 듭니다 .

어쩄든 흥미로운 글 감사합니다.
13/07/15 22:48
수정 아이콘
중력파라.. 모든 것이 아인슈타인으로부터 시작되었지요. 아인슈타인의 일반 상대론은 중력파의 존재를 예견하고 있었습니다만.
우리가 아는 일반적인 전자기파와는 다르게 이게 어떤 물질과도 상호작용을 거의 하지 않는다는 겁니다.
가령 우리가 볼 수 있는 가시광선은 CCD로 검출이 가능합니다. 이는 광자가 다이오드를 때려 전자가 발생하는 현상을 이용한 것이지요.

70년대 헐스와 테일러에 의해 중요한 발견이 하나 이루어집니다. 두개의 중성자별로 이루어진 쌍성계였지요.
그 중 하나는 펄스를 내는 펄사였는데 이 쌍성계의 주기를 살펴보니 시간이 지남에 따라 조금씩 빨라지는 걸 알았지요.
그리고 30년 넘게 관측해보니 이 감소하는 정도가 정확히 아인슈타인이 예측한 정도와 일치함을 알았습니다.

이제 중력파의 존재는 대충 확인했으니 검출을 해야겠지요.
문제는 먼저 말씀드린 대로 일반적인 방법으로는 검출할 수가 없는 겁니다. 이때 고안된 것이 레이저를 이용한 간섭계지요.

현대물리학에 보면 중요한 실험이 하나 나옵니다. 바로 마이컬슨-몰리 실험이죠. 이들은 태양과 지구 사이, 즉, 우주 공간에 어떠한 매질이 있어서 에너지를 전달해 준다고 믿었습니다. 바로 에테르라는 것이었죠. 그리고 이들은 강이나 바다처럼 흐른다고 생각했고요.
그래서 길이가 같고 수직인 두개의 팔을 만들어 각각 동일한 위상의 빛을 쏘았을 때 에테르의 방향에 따라 빛의 속도가 달라져 위상의 차이가 생길 것이라고 믿었습니다. 하지만 결과는 완전히 같게 나왔고 에테르가 없음을 알았지요.

하지만 만약 중력파가 이 간섭계를 지나게 되면 어떻게 될까요? 중력파는 지나가면서 그 공간을 일그러트리게 됩니다.
따라서 중력파의 편광 (두개의 편광이 있습니다.)과 중력파원의 방향에 따라 두개의 팔을 지나는 빛의 위상에 차이가 생기게 되고 이를 관측함으로써 중력파의 세기 등을 알 수가 있게 됩니다.

하지만 그 크기의 변화는 10^(-22). 길이가 1km인 두개의 팔을 사용할 때 10^(-17)이고 이는 원자핵의 크기보다도 작은 값입니다.
현재 건설된 검출기들은 거울 등을 이용해 제한적인 길이를 극복하고 오차를 줄이기 위한 작업이 진행되고 있고 대략 수 년 내에 알려진 중력파들을 검출할수 있는 민감도를 가지게 된다고 합니다.
채넨들럴봉
13/07/15 22:51
수정 아이콘
이거니 저거니 해도
역시 1번이 제일 신기한듯...
王天君
13/07/15 23:01
수정 아이콘
가이버의 강림자들이라도 모셔와야 할 것 같습니다. 미천한 인문과 학생에게 좋은 지식이군요
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