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블랙홀의 작용권

블랙홀의 작용권 작용권(Ergosphere) 블랙홀은 매우 강력한 중력으로 주변의 천체들을 끌어당깁니다. 그 힘은 우주적 스케일로 강력해서 인간의 힘으로는 정확하게 측정하기 어렵습니다. 따라서 블랙홀 주변에서 일어나는 일에 대해서도 정확히 밝혀진 바가 없습니다. 블랙홀에서 가까운 주변에서는 끌어당기는 힘이 아주 강하게 작용합니다. 얼마나 강하냐면 물질은 물론이고 빛까지 탈출할 수 없을 정도입니다. 사건 지평선(Event Horizon)을 경계로, 내부는 물질이나 빛이 외부로 빠져나갈 수 없는 구간입니다. 사건의 지평선이란, 당겨지는 속도가 빛의 속도를 능가하는 블랙홀 주변의 임계값입니다. 무엇인가가 블랙홀에 가까이 다가갔다고 가정해 봅시다. 실제로는 강력한 압력과 주변 물체 등 여러 가지 위험한 변수가 ..

우주 2021.11.01

행성의 고리에 대한 비밀

행성의 고리에 대한 비밀 우주에는 수없이 많은 행성이 있습니다. 그 중에서 몇몇 행성들은 주위에 고리를 갖고 있습니다. 태양계에서는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성에 고리가 있죠. 이 고리의 정체는 무엇이고, 어떻게 생겨난 것일까요? 행성 고리를 구성하는 물질 행성의 고리는 먼지, 얼음 조각, 암석 부스러기가 모여서 행성 주변에 모인 것입니다. 먼 곳에 있는 행성의 고리는 관측이 어려워 정확한 구성 요소를 알기 힘듭니다. 지구와 가깝고 고리를 갖고 있는 토성에 대해서만 연구가 진척되고 있는 상황이죠. 토성의 경우에는 고리를 이루는 물질의 95%가 얼음이라고 알려져 있습니다. 행성의 고리는 어떻게 생겨난 것일까? 행성의 고리가 생겨난 기원에 대해서는 다양한 의견이 있습니다. 첫 번째 가설은, 행성의 고리가 ..

우주 2021.09.24

우주의 시작, 빅뱅 이론

우주의 시작 빅뱅이론 빅뱅이론 우주의 나이는 상당히 오래 되었다. 크기 역시 알 수 없을 만큼 거대하다. 우주는 인간이 쉽게 이해할 수 있는 영역이 아니다. 그래서 많은 과학자들의 도전 의식을 불러 일으키며 온갖 흥미로운 가설이 난무한다. 우주에 대한 원초적인 질문 중 하나는, 처음에 어떻게 생겨났는지에 관한 것이다. 이 질문은 초기부터 철학자들과 학자들을 혼란스럽게 만들었고, 꽤 흥미로운 이론들로 이어졌다. 오늘날 과학자, 천문학자, 우주론자들 사이에서는 우주가 어떻게 발생했는지 합의가 이루어진 것으로 보인다. 우주는 끊임없이 팽창하는 힘을 가진 거대한 폭발으로 인해 만들어졌다는 것이다. 이것이 바로 빅뱅이론이다. 거의 한 세기 동안, 이 용어는 학자들과 비철학자들 모두에게 널리 알려져 왔다. 그렇다면..

우주 2021.09.20

우주는 유한한가, 무한한가?

우주는 유한한가, 무한한가? 우주는 유한한가, 무한한가? 우주의 크기에 대해서는 의견이 분분하다. 우주 공간이 매우 크다는 것은 분명하나, 그것이 유한할지 무한할지는 과학자들 사이에서도 뜨거운 감자이다. 천문학자들은 우주 공간의 비밀을 풀기 위해 매우 특별한 탐사선을 발사하여 빅뱅의 잔광인 우주 마이크로파 배경 복사를 조사했다. 우주 마이크로파 배경 복사 관측이 어떻게 우주의 크기를 밝히는데 도움이 될까? 우주가 유한하다고 가정한다면, 서로 연결되는 지점이 생긴다. 예를 들어, 유한한 부피를 가진 박스를 보면 서로 맞닿은 꼭지점과 모서리가 있다. 공기를 불어넣은 풍선 내부는 전체가 이어진 하나의 표면이다. 우주가 유한하다면, 빅뱅으로 인해 발생된 우주 마이크로파 복사 배경이 서로 연결되는 지점이 있어야 ..

우주 2021.09.02

우주에서 거리를 측정하는 방법

우주에서 거리를 측정하는 방법 우주에서는 거리를 어떻게 잴까? 우주는 인간이 완전히 측정할 수 없을 만큼 거대한 크기다. 우리가 지구에서 사용하는 모든 단위는 우주에 나가면 매우 작은 것이 된다. 따라서 우주의 거리를 재려면 특별한 단위가 필요하다. 흔히 접할 수 있는 우주의 거리 단위는 '광년'이다. 광년이란, 빛이 1년에 이동할 수 있는 거리를 나타낸다. 1 광년은 약 9조 4500억 km이다. 예를 들어, 우리은하의 직경 길이(끝에서부터 반대편 끝까지의 직선거리)는 10,000광년이다. 그런데 이렇게 먼 거리는 어떻게 알아내는 것일까? 우주공간에서의 거리를 광년으로 표기한다 하더라도, 그 거리가 실제로 맞는지 어떻게 알 수 있을까? 우주에서 천체 간 거리를 측정하는 방법은 아주 다양하다. 1. 연주..

우주 2021.09.01

스티븐 호킹 박사의 다중우주론

스티븐 호킹 박사의 다중우주론 다중우주론 영국의 저명한 우주 물리학자인 스티븐 호킹 박사가 숨진 10일 전의 2018년 3월 4일, 코넬대 등 명문 대학이 운영하는 논문 투고 사이트"arXiv(아카이브)"에 게재된 논문 그러나 조용하게 업데이트되고 있었다. '영구 인플레이션의 원활한 이탈'이란 제목의 논문은 우주 초기 일어난 지수 함수적인 급팽창(인플레이션)의 모습을 더 수학적으로 따진 것이었다. 그것은 호킹 박사가 인류에 남기다 준 마지막 이론이다. 다원적 우주의 프레임워크에서 유일하게 우리의 알"우주"의 시작에 초점을 맞춘 것이었다. 우주의 시작에 있는 하나의 "점" 우주 역사를 말할 때 우리는 그 이야기의 프롤로그에 생각을 할 필요가 있다. 이 우주가 탄생하고 138억 년. 현재 관측 가능한 우주는..

우주 2021.05.09

은하수 탐구 역사

은하수 탐구 역사 역사적 탐구 웅장한 은하수는 고대부터 관찰과 연구에 대한 관심의 대상이었습니다. 고대인들은 은하수가 무엇인지 몰랐고 하늘의 강으로 상상했습니다. 이 강에 놓인 까치 다리에서 유명한 전래 동화 속 인물인 견우와 직녀가 만납니다. 밤하늘의 은하수 양쪽에있는 알테어와 베가 별은 특히 눈길을 끌어, 각각 견우성, 직녀성이라고 여겨졌습니다. 알테어는 은하수 동쪽에 있는 아킬라 별자리에서 가장 밝은 별입니다. 베가는 은하수 서쪽에 있는 거문고 자리에서 가장 밝은 별입니다. 유럽인들은 하늘의 여왕이 아기에게 젖을 먹일 때 흘러 나온 우유에 의해 은하수가 생겼다고 상상했습니다. 이것이 영어 은하수(Milky way)의 기원입니다. 옛 이야기들은 정확한 과학적 설명이 뒷받침되지 않습니다. 망원경이 발명..

우주 2021.04.14

사람이 블랙홀을 만들 수 있을까?

사람이 블랙홀을 만들 수 있을까? 인공 블랙홀 블랙홀은 현대 일반 상대성 이론에서 우주에 존재하는 일종의 천체입니다. 블랙홀의 중력은 매우 강력하여 수평선에서의 탈출 속도가 빛의 속도보다 더 큽니다. 블랙홀에는 시공간 곡률이 너무 커서 빛조차 블랙홀의 지평선에서 벗어날 수 없습니다. 그런데 이러한 블랙홀을 사람이 만들 수 있을까요? 인공 블랙홀에 대한 아이디어는 1980년대 캐나다 브리티시 컬럼비아 대학의 윌리엄 교수가 처음 제안했습니다. 그는 유체에서 음파의 동작이 블랙홀의 빛의 동작과 매우 유사하다고 믿었습니다. 그는 폭포에 접근하는 물과 같이 가속 운동을 경험하는 매체를 상상했습니다. 폭포를 빠져 나갈만큼 빠르게 헤엄칠 수없는 지점에 도달한 수영 선수처럼, 음속을 능가하는 매체의 지점을 지나는 음파..

우주 2021.04.01

혜성에 대한 모든 정보

태양계의 혜성에 대한 정보 혜성은 무엇일까? 우리가 사는 태양계를 구성하는 천체는 항성인 태양을 중심으로 행성, 왜행성과 태양계 소천체인 소행성, 혜성, 해왕성 바깥 천체 등이 있습니다. 밤하늘에 희미하게 빛나고, 지구에 접근하면 빗자루 같은 긴 꼬리를 끄는 혜성은 그 모습에서 '혜성'이라고 합니다. 혜성은 본체의 크기가 몇 킬로미터에서 수십 킬로미터의 아주 작은 천체입니다. 성분은 그 약 80%가 물(얼음 상태)이고 이산화탄소, 일산화탄소, 기타 가스, 그리고 미량의 먼지로 구성됩니다. 행성의 공전 궤도는 황도면이라는 평면에 거의 따라하고 원형에 가까운 타원형을 그립니다. 그와는 대조적으로, 혜성의 공전 궤도는 길쭉한 타원형인 것이 많고, 포물선과 쌍곡선 궤도를 그리는 것도 있습니다. 포물선과 쌍곡선 ..

우주 2021.03.31

안드로메다를 관측해 보자

우리 눈으로 볼 수 있는 안드로메다 은하 안드로메다 은하에 대해서 안드로메다 은하는 지구에서 보일 만큼 매우 큰 나선 은하이다. 964년에는 '작은 구름'으로 기술되었으며, 1612년 독일에서는 '유리를 끼운 네모난 등을 통해서 빛나는 촛불'처럼 보였다고 기술한 것이 처음으로 알려졌다. 1847년에는 암흑대가 있는 자세한 스케치를 남겼다. 1864년에는 윌리엄 허긴스가 스펙트럼을 관측하고 연속 스펙트럼인 것을 발견했다. 1887년 로버트 아이작이 처음으로 안드로메다 은하의 사진을 촬영했다. 로버츠는 다음 해인 1888년에 3시간에 이르는 촬영을 하고 안드로메다 은하의 나선 구조를 확인했다. 처음 안드로메다 은하까지의 거리를 측정한 것은 미국의 에드윈 허블이다. 허블은 1923년에 안드로메다 은하 속에 있..

우주 2021.03.24
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