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우주에서 가장 이해할 수 없는 것 중 한가지는 물질 사이의 공간입니다.
'수퍼 공동'이라고 불리는 일부 공간의 너비는 수백만 광년일 수도 있습니다.
Bootes 공간을 예로 들어보겠습니다.
2억 5천만광년의 크기이지만 거의 텅 비었습니다.
이 사진만 봐서는 이상한 점이 없어보일수도 있습니다.
거의 모든 별이 사진의 앞이나 뒤에 위치한다는 사실을 알기 전에는요.
현재까지 60개의 은하가 이 공동에서 발견되었습니다.
비슷한 크기의 공간에선 10,000개의 은하가 어렵지 않게 들어가 있을 수 있습니다.
외계 문명이 이 은하 행성에서 산다고 상상해보죠.
가장 가까운 별은 수십, 수백만 광년 밖에 있습니다.
더 나쁜 점은 만약 그 행성이 은하계 별 주위를 돌고 있다면
그 별은 은하에서 떨어져 홀로 떠다니는 별이나 별무리일 것입니다.
Magnetars은 매우 강한 자기장을 지닌 중성자별의 한 형태입니다.
반경 400km 내의 모든 자력을 지닌 물건들,
핸드폰, 시계, 벨트, 팔찌, 안경 등을 끌어갑니다.
만약 당신이 더욱 가까이 접근한다면 절혈구 속의 철분을 끌어갈 것입니다.
태양과 달의 거리와 크기 사이에는 이상한 상관관계가 있습니다.
일식때, 달이 거의 완벽하게 태양을 가리는데,
어떠한 물리학적인 이유는 없습니다.
단지 달은 태양에 비해 400배 더 작지만
태양과 지구사이 거리는 달과 지구사이 거리의 400배라는 상관관계 때문이죠.
다른 것은 눈으로 관찰할 수도 있는 안드로메다 은하입니다.
그리고 이렇게 보입니다.
그러나 안드로메다은하는 너무 멀리 있어서
우리가 볼 수 있는 것은 중앙의 밝은 부분 뿐입니다.
만약 우리가 모든 안드로메다은하를 볼 수 있었다면
매일밤 하늘은 이렇게 생겼을 것입니다.
안드로메다는 달보다 몇배는 더욱 커 보일 것입니다.
2천5백만 광년 밖에 있음에도 말이죠.
지금 당신이 움직이든, 앉아있던지간에
우주의 모든것은 공전하고, 자전하고 있기 때문에
당신은 어마어마한 속도로 움직이고 있습니다.
전자는 원자의 핵 주위를 돌고
원자로 이루어진 인간은 자전하는 지구에 삽니다.
달은 지구 주의를 돌고
지구행성계는 태양 궤도를 돕니다.
그리고 태양계는 우리은하 중앙의 블랙홀을 중심으로 돕니다.
많은 작은 은하들은 은하단을 중심으로 공전하고
은하단은 우리 은하와 안드로메다 은하 사이 어딘가의 중력 중심을 중심으로 공전합니다.
이들은 지역 그룹(?)이라 불리는 더 큰 은하의 일부분입니다.
그리고 우리가 속한 지역 그룹은 다른 지역 그룹들과 처녀자리 초은하단을 중심으로 공전합니다.
그리고 처녀자리 초은하단은 셀 수 없이 많은 다른 초은하단들과 함께
훨씬 더 큰 초은하단인 거대인력체를 공전합니다.
그리고 결국 거대인력체는
shapley supercluster라고 불리는 더더욱 큰 거대인력체를 공전합니다.
금성의 하루는 1년보다 깁니다.
금성이라.
뭔가 공상과학적인 느낌이네요(드립인듯).
그음성
기본적으로 금성의 공전주기는 224일 정도입니다.
그러나 한번 자전하는 데는 243일이 걸립니다.
그러므로 금성의 하루는 1년보다 깁니다.
우리는 소리가 진공을 통과하지 못하고 우주공간은 진공이라는 사실을 압니다.
꽤 기본 상식같은 느낌이죠.
제가 이전 에피소드에서 이걸 언급하기도 했고요.
그런데 이에 대해 조사하던 중 신기한 것을 발견했습니다.
사실은 그렇지 않다는 것을 말이죠.
왜냐하면 우주가 완벽한 진공이 아니기 때문입니다.
우주에는 많은 입자, 원자 및 가스가 있습니다.
이것들을 매개체로 이용해서 음파가 이동할 수 있습니다.
하지만 물론 이 입자들은 매우 멀리 떨어져 있기 때문에
무언가를 들을려면 매우 감도 높은 마이크를 사용해야 할 것입니다.
그리고 나사가 이것을 해냈습니다.
그들은 매우 민감한 마이크를 개발하였고
블랙홀이 중심에 있는 은하에 조준하였습니다.
그리고 들은 소리는 우주에서 가장 낮은 소리였습니다.
57옥타브 낮은 C음이였죠.
이 주파수는 사람이 들을 수 있는 주파수보다 수십억 배 낮은 주파수입니다.
1962년대 냉전시대로 가봅시다.
미국은 수소폭탄을 우주에서 폭파시키려 했습니다.
그 폭탄은 2차 대전 때의 히로시마 원폭보다 수천배 강력했으며,
더 미친 점은 그들이 이걸 계획한 이유가
단지 '무슨 일이 일어나는지 보기 위해서'였던 겁니다.
그리고 같은 이유로 project A119라는 비슷한 프로젝트가 계획되었는데
이 것은 달에서 원자폭탄을 터트리는 프로젝트였습니다.
다행이도, 현실로 일어나지는 않았습니다.
스타트랙과 같은 우주 SF쇼를 보다보면
그들이 어떻게 우주에서 길을 찾는지 궁금해집니다.
그니까 우주는 거의 텅 비어 있는데 어디로 가야 하는지 어떻게 아냐는 것이죠.
왜, 우주에선 GPS도 먹통이잖아요? 그죠?
그게..... 사실 과학자들이 XNAV라는 것을 연구하고 있습니다.
작동원리는 Pulsar가 주기적으로 방출하는 신호를 감지하는 것으로 GPS의 작동원리와 비슷합니다.
GPS가 위성의 신호를 감지하는 것 처럼 말이죠.
Pulsar은 매우 밀도가 높고 별 주의를 돌며
그들이 방출하는 신호는 원자시계수준으로 안정적입니다.
이 안정성은 우주 네비게이션으로 적합하며 5~10km정도의 오차가 있습니다.
이 GPS를 지구에서 사용한다 가정하면 오차가 몇 um밖에 되지 않는 것이죠.
그런데 아직은 이 신호를 감지하는 기기를 개발할 기술이 없습니다.
그러나 가까운 미래에 보게 될 것으로 보입니다.
5백만 광년 앞에서 우회전하세요
아마 당신은 '암흑 물질'에 대해 들어봤을 수도 있을겁니다.
과학자들이 '암흑'이라는 단어를 쓴다는 것은 매우 설명하기 어려운 것에 쓰이죠.
그래도 제가 한번 해보죠.
우리 태양계를 생각해봅시다.
태양, 행성등 우리가 볼 수 있는 모든 것은 질량을 가지고 있습니다.
질량이 클수록 중력의 크기도 커집니다.
좋아요, 우리는 이제 질량과 중력의 상관관계에 관한 식을 세울 수 있습니다.
자 이제 우리 은하의 질량과 중력을 생각해봅시다.
우리 눈에 보이는 모든 것들의 질량을 이 식안에 넣습니다.
그런데, 여기에서 문제가 생깁니다.
은하가 가진 중력의 양이 질량의 양과 달랐던 것이죠.
별, 먼지, 가스 등등 다른 변수들을 포함해 수없이 다시 계산해봤지만
전혀 근접하지를 않았죠.
이것은 우리 눈에 보이지 않는 무엇인가가 중력에 영향을 끼치고 있다는 것을 의미했습니다.
여기서 암흑물질이 나옵니다.
좋은 예시는 바람이 되겠네요.
당신이 만약 집 안에서 밖을 바라본다면
당신은 바깥의 바람을 보거나, 느끼거나, 들을 수 없을 것입니다.
하지만 창문밖의 깃발을 보게 된다면 보이지 않는 무엇인가가
깃발을 움직이게 하고 있다는 점을 알게 될 것입니다.
이건 암흑물질을 매우 간단하게 예시를 든 것입니다.
가장 최근의 연구에서는 우주의 84.5%가 암흑물질이라고 합니다.
우주탐험에 반대하는 사람들이 가장 많이 주장하는 논리 중 하나는
아직 지구엔 우리가 해결하지 못한 크고 작은 문제들이 많다는 것입니다.
우주 밖으로 시선을 돌리기 전에 봐야할 문제들 말이죠.
이것은 사실입니다.
우리는 우리 사회의 많은 범지구적 문제들을 해결하지 못했습니다.
우주를 탐험하는 것은 당신이 생각하는 것보다 지구 문제 해결에 도움이 됩니다.
예를 들어 나사가 그들 우주선의 카메라를 소형화하는 과정에서
최초의 픽셀 센서가 탄생했습니다.
픽셀 센서로 인해 우리는 현재 핸드폰으로 이런 걸 할 수 있죠.
1980년대 나사는 회로 기판을 만들기 위한 특수한 폴리마이드 재료를 개발합니다.
'그래서 이게 뭔데'라고 생각되신다면
최근 개발되는 전자재품들 핸드폰, 디카, 티비, 컴퓨터등은
이것 덕분에 개발될 수 있던 것입니다.
나사의 로봇 부서는 인공관절 모양과 기능개발에 큰 기여를 했습니다.
강화필름은 우주비행사 모자를 만들기 위해 개발되었습니다.
당신이 구매할 수 있는 운동화는 아폴로 임무의 우주비행사 신발에서 영감을 얻었습니다.
이제는 거의 모든 구급상자에서 우주 담요를 볼 수 있습니다.
적외선 온도계의 원리는 나사가 별의 온도를 측정하는 원리와 동일합니다.
나사는 소변, 땀, 진흙 등을 거를 수 있는 효율 좋은 정화 시스템을 개발하였습니다.
이 시스템은 현재 전 세계에 깨끗한 물이 없는 수많은 사람들을 돕고 있습니다.
중요한 것은 이러한 것들을 개발하기 위해 우주로 갈 필요는 없다는 것입니다.
중요한 것은 그렇기 때문에 우주로 간다는 것입니다.
우리는 해냈죠.