우주의 가장 깊은 곳을 향한 궁금증들!

[박원서]

우주의 가장 깊은 곳을 향한 궁금증들!

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우주의 가장 깊은 곳을 향한 궁금증들!

©Getty Images

우주의 기원에 대해 가장 널리 받아들여지는 이론이었던 빅뱅은

 이제 실제로 증명되었고,  137억년 전에 일어났다. 

순식간에 우주는 수 세기 동안 과학자들을 어리둥절하게 했던 

수많은 풀리지 않는 미스테리들과 함께 창조되었다. 

그 질문들은 이해하기 어려운 만큼 흥미롭다. 

블랙홀 안에 무엇이 있을까? 우주는 왜 굉음을 낼까? 

지구는 생명체가 사는 유일한 행성인가?

이 갤러리 클릭으로 우주의 신비를 발견해보자.

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빅뱅

©Getty Images 

빅뱅은 우주의 기원에 대해

가장 널리 받아들여지는 이론이고 

지금은 많은 과학자들이

더 많은 증거를 발견하며 증명되었다. 

하지만 빅뱅은 무엇일까?

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무엇이

빅뱅을 일으켰나?

©Getty Images 

약 137억 년 전, 우주 전체의 모든 것은

무한히 작은 특이점, 즉 밀도와 열이

무한히 높은 지점으로 응축되었다. 

갑자기, 이 단순한 점에서, 거대한 폭발이

풍선처럼 공간을 확장시켰다. 

우주는 하나의 원자에서 하나의 은하보다 더 커졌다. 

그것은 오늘날에도 여전히 확장되고 있다.

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빅뱅 지도

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윌킨슨 극초단파 이방성 탐사선

(WMAP) 위성에서  촬영한

이 사진은 빅뱅 직후 우주의

첫 전 하늘 극초단파 이미지를 보여준다. 

그것은 나사와 프린스턴 대학의

천문학자 팀에 의해 발표되었다.

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광년이란 무엇인가?

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 더 나아가기 전에 광년에 대해 설명하자면,

대부분의 우주 물체는

광년을 사용하여 거리를 설명한다. 

1광년은 빛이 지구 시간으로

1년 동안 이동하는 거리이다. 

1광년은 약 9조 킬로미터이다.

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암흑 물질

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놀랍게도, 우리가 볼 수 있는

수많은 행성, 별, 은하 그리고 다른 모든 것들은

전체 우주의 5% 미만을 차지한다.

 이상한 것은 26.8%가 과학자들이

"암흑 물질"이라고 부르는 물질이다. 

그것은 빛이나 눈에 보이는 물질과 상호작용하지 않지만, 

우주의 다른 물체들, 예를 들어 별이나 은하의 움직임과 

모양에 대한 중력적 영향을 통해 감지될 수 있다.

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암흑 에너지

©Shutterstock 

우주의 나머지 68%는 어떨까? 

우주론자들은 이것을 우주를 지배하는 

신비한 힘인 "암흑 에너지"라고 부른다. 

이 현상은 중력을 압도했고,

약 50억년 전에 우주를 지배했다. 

그것은 보이지 않고, 모든 공간을 채우며, 

그것의 반발 중력이 우주의 팽창을 가속시키고 있다.

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게 성운

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게 성운은 폭 6광년의 초신성 폭발 잔해이다. 

1054년 중국과 다른 천문학자들에 의해 처음

관측되었으며, 지구에서 6,500광년 떨어져 있다.

9

수퍼노바

©Getty Images 

초신성은 우주를 어지럽히는 격렬한 항성 폭발이다. 

과학자들에 의해 LMC N49(사진)로 명명된

가장 밝은 행성 중 하나는

지구에서 약 16만 광년 떨어져 있다.

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나선 은하

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나선 은하는 별, 가스, 먼지를 포함하는

평평하고 회전하는 원반으로 구성된다. 

이 은하들은 원래 미국의 천문학자

에드윈 허블(1889–1953)에 의해 기술되었다.

 이 나선은하 M81의 이미지는

허블우주망원경에서 볼 수 있다.

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은하수

©Getty Images 

우리 은하는 막대나선 모양의 은하로

태양계를 포함하고 있다. 

우리 은하계에서 가장 오래된 별들은

아마도 빅뱅 이후에 형성된

우주 자체만큼이나 오래된 별들이다.

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수천 개의 은하

©Getty Images 

그리고 수천 개의 은하가 있다.

 이 사진에서 보이는 작은 점들조차도 

전체 은하이며, 약 130억 광년 떨어져 있다.

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항성 제트

©Shutterstock 

항성 제트는 일부 천체에서 방출되는

철화된 물질의 빔이지만, 일반적으로

젊은 별들이 아직 형성되는 과정에서 생성된다.

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블랙홀

©Getty Images 

블랙홀은 중력이 너무 강해서

빛조차 빠져나올 수 없는 우주 공간이다. 

이것은 물질이 엄청나게 밀집된 영역으로

압축되었기 때문이다. 예를 들어,

별이 죽어가고 있을 때 이런 일이 일어난다. 

과학자들은 우리 은하에

수백만 개의 우주 물체가 있다고 생각하지만, 

아무도 그것들이 무엇을 포함하고 있는지 모른다. 

이 사진은 처녀자리에 있는 초거대 타원 은하인 

메시에 87에 있는 블랙홀의 사진이다.

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외계 행성

©Getty Images 

외계 행성은 우리 태양계 너머의 행성이다.

 대부분의 외계 행성들은 별 주위를 돌고 있지만, 

불량 행성이라고 불리는

자유롭게 떠다니는 외계 행성들은

 영구적인 어둠 속에서 은하 중심을 돌고 있으며

어떤 별에도 묶여 있지 않다. 

케플러-186f(사진은 상상이미지)는

과학자들이 생명체 거주가능 영역

(주성 주위의 온도가 액체 상태의 물에 적합한 영역)

내에서 발견한 최초의 외계 행성이다.

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케플러-452b

©Getty Images 

케플러-452b는 백조자리 방향으로

지구로부터 약 1,400광년 떨어진 곳에 있는

항성 케플러-452 주위를 돌고 있는 외계 행성이다. 

이 행성은 태양과 매우 유사한 항성의

생명체 거주가능 영역 내를 돌고 있는

최초의 암석 행성이다.

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우리는 유일한가?

©Getty Images 

이 예술가의 이미지에서,

적색 왜성 글리제 581 주위의 행성계는

 아직 이름이 밝혀지지 않은,

천문학자들이 또 다른 지구와 같은 행성으로

믿고 있는 것을 보여주는 그림인데, 

이 행성은 표면에 물이 흐를 수 있는 행성이다. 

그리고 천칭자리에 있는 이 행성은

불과 20.5광년 떨어져 있어 우리와 훨씬 더 가깝다. 

갑자기, 외계 생명체의 잠재력이 훨씬 더 현실적으로 보인다.

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적색 왜성

©Getty Images

적색 왜성은 우주에서 가장 흔한 항성형이다. 

그것은 또한 가장 작고 멋진 종류다.

 지구에서 가장 가까운 60개의 별 중

50개를 차지하고 있으며, 

은하수 별의 4분의 3을 차지하고 있음에도 불구하고 

지구에서 볼 수 있는 적색 왜성은 단 한 개도 없다.

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타이탄

©Public Domain 

타이탄은 토성에서 가장 큰 위성이자

 태양계에서 두 번째로 큰 자연 위성이다. 

타이탄은 두꺼운 대기에 싸인 유일한 위성이며

 바위처럼 단단한 물 얼음 표면을 가지고 있다. 

흥미롭게도, 그것은 또한 표면 아래에 액체 상태의 

물 바다를 가지고 있을 가능성이 있다.

이미지: NASA/JPL-Caltech/우주과학연구소

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먹구름

©Getty Images 

우주의 어두운 구름은

그 뒤에 있는 공간의 영역에서 오는 빛을

차단하는 가스와 먼지의 구름이다. 

사진은 나사의 스피처 우주 망원경으로 촬영한

'로 오피우치' 먹구름의 역동적인 이미지에서 태어난

별들이 먼지 담요 아래에서 밖을 내다보는 모습이다. 

전갈자리와 뱀주인자리 근처에 위치한 이 성운은

지구에서 약 407광년 떨어져 있다.

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태양의 흑점

©Getty Images 

흑점은 태양의 가시적인 '표면'인 광구로 솟아오르는

 태양 자기장의 교란에 의해 발생한다.

 태양의 흑점의 수는 일반적으로 썰물이 되고 흐르며, 

각각의 흑점은 며칠에서 몇 달 동안 지속되며, 

총 수는 11년마다 정점에 이른다.

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우주선

©Public Domain 

우주선은 거의 빛의 속도로 우주를 빠르게

통과하는 고에너지 양성자와 원자핵이다.

 이들은 태양, 우리 은하의 태양계 밖,

먼 은하계에서 기원했을 가능성이 가장 높다. 

이 이온화 방사선은 지구의 대기가

반사시키기 때문에 우리에게 무해하다. 

하지만 우주선은 전자 회로 문제와

위성과 다른 기계의 데이터 충돌의 

원인으로 지목되어 왔다.

이미지: NASA

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태양 플레어

©Getty Images 

마찬가지로, 태양 플레어는

태양 대기 중의 전자기 복사의 강력한 분출이다. 

이 현상은 흑점과 관련이 있다.

플레어는 태양계에서 가장 큰 폭발적인 사건이며,

 몇 분에서 몇 시간까지 지속될 수 있다.

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칼리스토

©Public Domain 

칼리스토는 아마도 태양계에서

가장 분화구가 많은 천체일 것이다.

 가니메데에 이어 목성에서 두 번째로 큰 위성이며, 

표면에 지질학적 활동이 거의 없는

오래된 죽은 세계로 생각된다. 

그것은 적어도 40억년 전으로 거슬러 올라가는

 우주에서 가장 오래된 풍경 중 하나이다. 

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우주 굉음

©Public Domain

초대형 라디오 잡음의 신비로운 화면이

코스모스에 스며든다. 

과학자들은 우주로 보내진 거대한 풍선에 고정된

우주론, 천체물리학, 그리고 확산 방출을 위한

절대 방사계라고 불리는 기구를 발사하고

이것을 발견했다.

 아케이드는 멀리 떨어진 별에서 오는

전파를 포착하도록 설계되었지만, 

수신된 신호는 우주론자들이 예상했던

"우주의 굉음"보다 훨씬 더 컸다.

이미지: NASA

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페르미 버블

©Getty Images 

2010년에 우주론자들에 의해 발견된 페르미 버블은 

우리 은하 중심에서 뿜어져 나와 은하면 위와 아래로

 약 20,000광년에 이르는 거대하고 신비로운 구조물이다. 

이들은 육안으로는 보이지 않는

고에너지 감마선과 X선을 방출한다.

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달의 자기장

©Getty Images 

아폴로 우주비행사들이 달 암석을 가지고 돌아왔을 때, 

과학자들은 그것들 중 일부가 자석이라는 것을 알고 놀랐다. 

연구원들은 그 자성이 약 45억년 전 달의 남극과 충돌하여 

달 표면의 일부 지역에 자성 물질을 흩뿌린 

193km 폭의 소행성의 유물일 수 있다고 믿는다.

28

펄서

©Getty Images 

펄서(Pulsar)는 자기장에서 일정한 간격으로

 전자기 복사 빔을 방출하기 때문에

 이름 붙여진 고자성 회전 중성자별이다. 

하지만 아무도 그 이유를 확신하지 못한다.

 더욱 혼란스러운 것은 이 별들이

때로 맥박을 멈춘다는 것이다.

29

미란다

©Public Domain 

천왕성의 위성들 중 11번째 위성이자

5번째로 큰 미란다는

 태양계의 어떤 것과도 다른 표면을 가지고 있다.

 베로나 루페스 산맥은 10,058m 높이로 

태양계에서 가장 높은 절벽으로 여겨진다. 

그들은 이 사진의 하단에서 볼 수 있다.

이미지: NASA/JPL-Caltech

30

아틀라스

©Public Domain 

토성의 비행접시 달 아틀라스는

태양계의 또 다른 이상한 공이다. 

1980년에 발견된 내부 위성 아틀라스는

깊은 우주 UFO처럼 보인다.

이미지: 나사/제트 추진 연구소-칼텍/우주 과학 연구소

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우주는 무한한가?

©Getty Images 

현재 관측 가능한 우주의 폭은

약 900억 광년이다. 

하지만 그 너머에 무엇이 있을까? 

짧은 대답은 우주론자들도

확신하지 못한다는 것이다. 

아마도, 많은 다른 무작위적인 별들과

은하들이 있을 것이다. 

만약 우주가 완벽하게 기하학적으로

평평하다면, 그것은 무한할 수 있다. 

만약 지구의 표면처럼 곡선을 이룬다면, 

그것은 유한한 부피를 가진다.

하지만 아무도 모른다.

출처

 (BBC Science Focus) (EarthSky) (NASA)

(Jet Propulsion Laboratory) (Space)

참조

 Probing deep space: Journeys into darkness