창간 80주년 경향신문

(22) 화성 땅 밑서 찾은 ‘소금물 호수’, 생명체 품고 있을까

화성의 계절이다. 지난 7월31일은 화성의 대접근일이었다. 화성이 태양 주위를 687일에 한 바퀴 도는 동안 지구는 두 바퀴 가까이 공전한다. 따라서 화성과 지구는 2년2개월 정도마다 서로 가깝게 접근하게 된다. 지금이 바로 그런 시기다. 더구나 이번에는 두 행성이 공전궤도 중 태양에 가장 가까운 지점인 근일점 부근에서 조우를 했다. 이런 경우를 대접근이라고 한다. 보통 17~19년에 한 번 일어난다. 8월이나 9월에 발생한다. 2003년 8월27일 이후 15년 만에 두 행성이 가장 가깝게 접근했다. 가까운 만큼 화성은 더 밝고 크게 보인다. 화성이 가장 멀리 있을 때보다 7배나 커 보인다. 밝기도 16배나 밝다. 맨눈으로도 밝게 보이는 화성을 쉽게 발견할 수 있지만 어느 정도 크기를 갖는 망원경으로 화성을 보면 붉게 빛나는 화성의 모습에 빠져들 것이다. 화성의 남극과 북극에 해당하는 극관도 볼 수 있고, 화성의 큰 지형의 모습도 볼 수 있다. 다음 대접근은 203...

2018.08.02 21:19

(21) ‘은하계 단위’에서도 검증…또 아인슈타인이 옳았다

알베르트 아인슈타인은 1905년에 특수상대성이론을 발표한 후 1915년이 되어서야 일반상대성이론을 발표한다. 중력에 대한 개념에 포함되어 있지 않았던 특수상대성이론을 중력에 대한 개념이 포함된 이론으로 정립하는 데 10년의 시간이 필요했던 것이다. 일반상대성이론은 그동안 중력 이론의 패러다임으로 자리 잡고 있었던 뉴턴의 중력법칙과는 근본적으로 다른 것이었다. 시간과 공간은 뉴턴이 생각한 것처럼 서로 독립된 것이 아니라 서로 상호작용한다는 것이 일반상대성이론의 핵심이다. 또한 뉴턴이 설정한 것처럼 공간이 절대적인 것이 아니라 질량을 가진 물체에 의해서 공간이 휘어진다. 시공간은 절대적인 것이 아니고 그 속의 물체와 상호작용을 하는 유동적인 존재라는 것이다. 중력이란 뉴턴이 말했던 잡아당기는 힘이 아니라 질량을 가진 물체가 시공간과 상호작용해서 주변 공간을 휘어놓은 정도라는 것이 일반상대성이론이 말하고 있는 것이다. 물체에 의해서 공간이 휘는 현상이 중력이고 공간의 곡...

2018.07.05 21:38

(20) 빅뱅 후 2억5000만년, 이미 우주는 빛나고 있었다

우리가 살고 있는 우주에서 지구의 천문학자들이 지난 90년간 관측한 결과들을 종합해 보면 우리는 팽창하는 우주에 살고 있는 것이 거의 확실해 보인다. 거의 모든 관측적인 증거들이 팽창우주론, 즉 빅뱅우주론을 지지하고 있다. 우주는 아주 작게 태어났는데, 막 태어났을 때는 고온과 고밀도의 에너지가 충만한 상태였다. 138억년 전의 일이다. 우주가 태어나면서 시간이 흐르기 시작했고, 공간적으로는 팽창을 거듭했다. 우주의 총에너지는 일정하지만 우주가 팽창함에 따라서 온도와 밀도는 떨어졌다. 온도가 떨어지고 밀도가 낮아지면서 우주공간 속의 에너지는 물질로 바뀌기 시작했다. 물질의 재료가 되는 쿼크와 전자가 먼저 생겼다. 쿼크가 세 개씩 짝을 이루면서 양성자와 중성자가 형성되었다. 우주의 나이가 채 몇 분도 되기 전에 물질의 재료들이 다 만들어졌다. 우주의 나이가 38만살 정도 되었을 때 전 우주적으로 양성자와 전자가 짝을 이루어 수소가 형성될 수 있는 온도와 밀도 조건이 갖춰...

2018.05.31 21:45

(19) 암흑·가시물질 질량비 400분의 1 작은 새 우주, 기존 이론 흔들다

은하는 여러 구성원으로 이루어져 있는 천체다. 먼지와 가스로 이루어진 성간물질, 별 그리고 암흑물질이 주요 구성원이다. 암흑물질의 정체는 아직 다 밝혀지지 않았지만 그 존재는 여러 관측을 통해서 확인되고 있다. 암흑물질은 은하 질량의 대부분을 차지하는 것으로 알려져 있다. 은하의 물리적 특성과 종류에 따라 암흑물질과 눈에 보이는 물질(별과 성간물질) 사이의 비율이 달라지는 경향도 관측되고 있다. 이런 경향은 은하의 형성 과정과 관련된 것으로 여겨지고 있어서 중요한 연구 대상이다. 보통 눈에 보이는 물질과 암흑물질은 따로 관측되는 것이 아니라 같이 얽혀서 측정된다. 암흑물질은 눈에 보이는 물질을 붙잡고 있는 주체로 생각되기도 한다. 현재 받아들여지고 있는 은하 형성 모형을 따르자면 암흑물질의 영향이 없는 은하의 형성과 진화 과정은 상상하기 힘들다.은하의 형성과 진화에 관한 연구는 거의 균일하게 시작된 우주 속에서 작은 불균일성 때문에 물질이 생겨나고, 은하가 탄생하고...

2018.05.03 21:35

(18) 안드로메다, 우리은하와 체급 비슷…40억년 뒤 ‘흡수’서 ‘충돌’로 수정

우리는 태양을 중심으로 여덟개의 행성이 돌고 있는 태양계에 살고 있다. 태양계는 이와 비슷한 항성-행성 시스템이 수천억개가 모인 집단인 우리은하에 속해 있다. 우리은하는 수천억개의 별과 가스와 먼지 그리고 암흑물질로 이루어진 막대나선은하다. 지구에 살고 있는 우리는 지구의 전체 모습을 볼 수 없다. 우주선을 타고 지구로부터 멀리 떨어진 우주 공간으로 나가면 지구의 동그란 모습을 볼 수 있지만 그런 기회를 얻었던 사람은 몇 명 없다. 태양계의 전체 모습을 본 사람도 없다. 우리은하의 모습을 본 사람은 당연히 존재하지 않는다. 우리은하에서 가까운 안드로메다은하는 오랫동안 우리은하와 닮은꼴로 알려져 왔다. 우리은하 주변에는 작은 은하들이 여럿 있지만 크기가 큰 나선은하로는 안드로메다은하가 우리은하에서 제일 가깝다. 어두운 곳에서는 맨눈으로도 안드로메다은하를 볼 수 있다. 잘 알려진 은하인 만큼 이름도 다양하다. 프랑스의 천문학자 메시에가 작성한 목록에도 이름을 올렸다. 안드...

2018.03.29 21:46

(17) “응답하라, 외계생명체”…우주에 떠도는 수상한 전파 60년째 ‘탐색 중’

2017년 4월21일 수요일 오전 10시 미국 의회에서는 흥미로운 청문회가 열렸다. 이날의 주제는 청문회 하면 먼저 떠오르는 여느 정치적 이슈가 아니었다. 무려 ‘외계생명체 탐색’이었다. 의회에서 이런 청문회가 열렸다니 개인적으로 부러움을 금할 길이 없다. 그런데 이번이 처음도 아니다. 2014년 5월21일에도 우주생물학의 쟁점을 놓고 미국 의회에서 청문회가 열린 바 있다. 당시에는 외계지적생명체를 탐색하는 SETI 연구소의 세스 쇼스탁 박사와 캘리포니아 주립대학교 버클리 캠퍼스에서 SETI 연구그룹을 이끌고 있는 댄 워서머 박사가 증인 선서를 하고 청문회에 나섰다. 2017년 청문회에는 쇼스탁 박사를 포함해서 네 명의 SETI 연구자들이 참석했다. 쇼스탁 박사는 청문회 증언을 위해서 ‘Advances in the Search for Life’라는 제목을 단 A4 용지 다섯 장 분량의 문건을 작성했다. 이 문건은 외계생명체 탐색과 외계지적생명체 탐색의 과거와 현재와 미...

2018.03.01 20:56

(16) 인공지능 박사의 우주 점령

은하는 태양계와 같은 행성계가 수천억개 모여 있는 집단이다. 은하에는 별들만 있는 것이 아니라 가스와 먼지 같은 성간물질들도 있고, 눈에 보이지 않는 암흑물질도 포함되어 있다. 은하의 형성과 진화 단계에 따라서 이들 구성원들의 비율도 달라지고 겉보기 모양도 달라진다. 은하들의 겉보기 모양이 그 은하의 물리적인 특성과 관련이 있을 수 있기 때문에 은하들을 형태학적으로 분류하는 것은 외부은하 연구에서 중요한 위치를 차지하고 있다.은하의 형태학적 분류법에는 여러 버전이 있지만 우주의 팽창을 관측적으로 증명했던 천문학자인 에드윈 허블이 제안한 분류법을 바탕으로 한 은하 분류법이 표준 분류법으로 자리 잡고 있다. 은하의 겉보기 모양, 즉 형태에 따라서 나선은하·타원은하·불규칙은하 같은 이름으로 나누는 방식을 허블 분류법이라고 부른다. 물론 이들 은하는 세부적인 기준에 따라서 더 자세하게 분류한다. 은하를 분류하는 것은 역사적으로 몇몇 권위 있는 천문학자들의 몫이었다. 그...

2018.01.25 20:58

(15) 지구에선 그믐 때 해와 달 ‘숨바꼭질’…천왕성에선 ‘일생에 한 번’

수성과 금성에는 없고, 지구·화성·토성·목성·해왕성·천왕성에는 있는 것은? 수성·금성·화성에는 없고, 지구·토성·목성·천왕성·해왕성에는 있는 것은? 첫 번째 질문에 대한 답으로 수성과 금성에는 달(위성)이 없고, 나머지 행성들에는 달이 있다고 답할 수도 있다. 내가 이 글에서 원하는 답은 ‘수성과 금성에는 일식이 없고, 나머지 행성에서는 일식이 일어난다’였다. 그럼 두 번째 질문에 대한 답은? ‘수성·금성·화성에는 개기일식이 없고 나머지 행성에서는 개기일식이 있다’였다. 일식은 달이 해를 가리는 현상이다. 태양계 내에는 여덟 개의 행성이 있고, 이 행성들은 위성들을 거느리고 있다. 달이 있는 행성에서 일식은 자연스러운 현상이다. 우리는 지구에 살고 있기 때문에 일식이 태양계의 다른 행성들에서도 일어나는 자연현상이라는 사실을 자주 잊고 산다. 일식은 태양과 행성과 위성이 펼치는 일종의 게임과 같다. 어느 행성에 있다고 생각해 보자. 지구라도 좋고 태양계의 어느 다...

2018.01.04 20:46

(14) 다른 태양계에서 온 그대, 오무아무아

지금은 우리나라를 출발하는 비행기가 중국이나 러시아 상공을 지나갈 수 있기 때문에 10시간 내외면 유럽에 갈 수 있지만 내가 유학을 가던 시절에는 상황이 달랐다. 미국 알래스카주를 거쳐서 네덜란드 암스테르담에 도착하기까지 거의 하루가 걸렸다. 내가 공부할 학교로 가기 전에 레이덴대학교에 있던 선배의 집에 며칠 머물게 되었다. 도착한 첫날 오전에 레이덴대학교의 천문학과를 방문했다. 학교 식당에서 밥을 먹고 있는데, 나이가 많은 할아버지가 우리 옆 테이블에 앉았다. 선배는 그 사람이 천문학자 얀 오르트(Jan Oort)라고 귀띔했다. 오르트는 당시 이미 90살이었지만 매일 학교에 나와서 연구 활동을 하고 있었다. 유학 첫날부터 교과서 여러 곳에 이름을 올린 전설적인 천문학자를 바로 옆에서 보는 행운을 누렸다. 나중에 알고 보니 오르트는 내 지도교수의 지도교수의 지도교수였다. 오르트는 천문학에서 선구적인 업적을 많이 남겼다. 그중에는 장주기 혜성의 기원을 밝힌 것도 있다....

2017.11.30 21:52

(13) ‘우리은하’의 온전한 재구성…‘마지막 퍼즐’ 찾기 시작됐다

우리는 지구에 살고 있다. 지구는 태양이라는 별 주위를 주기적으로 도는 행성이다. 지구뿐 아니라 모두 여덟 개의 행성이 태양 주위를 공전하고 있다. 행성 외에도 왜소행성, 소행성, 혜성 같은 천체들이 태양을 중심으로 돌고 있다. 우리가 살고 있는 이곳을 태양계라고 한다. 이런 천체 시스템 수천억개가 모여 더 큰 집단을 이루고 있는데 ‘우리은하’라고 부른다.우리은하는 관측 가능한 우주 속에 존재하는 약 1조개의 은하 중 하나다. 우리은하는 막대나선은하다. 원반처럼 납작하게 생겼고 중심부는 막대 모양이고 여러 개의 나선팔이 있다. 우리은하의 지름은 약 10만에서 18만광년 정도가 된다. 태양계는 우리은하의 중심으로부터 약 2만6000광년 떨어져 있다. 1000억개에서 4000억개 정도의 별로 이뤄져 있고, 이들 주위를 공전하는 행성은 1000억개 정도 있는 것으로 알려져 있다.우리은하에는 별만 있는 것은 아니다. 먼지와 가스로 이뤄진 성간물질이 있다. 성간물질은 주...

2017.10.26 21:12