How Do We Study The Stars? - Yuan - Sen ting

도시의 하늘은 솔직히 말하면 지루하다고 할 수 있죠. 당신이 건물들 사이로 밤하늘을 올려다본다면, 당신은 북두칠성을 찾을 수 있을 겁니다. 아니면, 오리온자리겠죠. 잠시 기다려보세요. 다시 밤하늘을 올려다보고 엄지를 들어보세요. 얼마나 많은 별들이 엄지 뒤에 가려져 있을까요? 10개? 20개? 다시 추측해보세요. 당신이 만약 엄지 크기의 하늘을 허블 우주 망원경으로 관측한다면. 당신은 조그만 빛의 점 대신 얼룩을 볼 수 있을 겁니다. 이 얼룩은 별이 아닙니다. 그것들은 은하입니다. 우리의 은하수 같은 것들 말이죠. 1조 개의 별들의 군체입니다. 그리고 1000여 개의 은하수가 당신의 엄지 뒤에 숨어있죠 우주는 당신이 도시에서 보는 것보다 훨씬 거대합니다. 물론 시골에서 볼 수 있는 별들보다 훨씬 거대하죠. 지구에 있는 모래알의 수보다 별들의 수가 훨씬 많습니다. 이것이 천체물리학자들이 우주를 바라보는 방식입니다. 밤하늘의 별을 바라보는 것만으로도 당신은 인간 역사상 가장 오래된 과학 분야 중 하나를 본 것입니다. 하늘에 대한 연구는 탐험이나 농사, 심지어 언어보다도 먼저 진행되었습니다. 다른 과학분야와는 다르게 천문학은 순수 관측과학입니다. 우리는 실험을 연구실 의자에 앉아서 진행 할 수 없었죠, 우리의 과학으로는 인간을 달로 보내거나 탐사선을 태양계 끝부분까지 보내는 것이 전부입니다. 하지만 이 거리들은 극도로 짧은 거리입니다. 어마어마하게 지루한 별들 사이의 거리에 비하면 말이죠. 그런데 우리는 다른 은하에 대해 많이 알고 은하가 어떻게 만들어졌는지, 얼마나 많은지, 심지어 어디에 있는지까지 어떻게 그렇게 자세히 알고 있을까요? 그러면 우리가 밤하늘에서 제일 먼저 볼 수 있는 별들부터 시작해 봅시다. 우리가 알고자 하는 것은 그들의 특성입니다. 그들은 어떻게 만들어졌을까요? 얼마나 뜨거울까요? 얼마나 무거울까요? 얼마나 오래되었을까요? 지구에서 얼마나 떨어져 있을까요? 그리고 믿거나 말거나, 우리는 별빛 하나로 이 모든 질문을 대답 할 수 있습니다. 우리는 하나의 천체의 빛을 무지개로 바꾸는 것으로 천체를 해독합니다. 당신이 지구에서 무지개를 볼 때, 당신은 사실 태양의 빛을 보고 있습니다. 그 빛이 대기에 떠있는 물방울에 반사된 것이죠. 각기 다른 파장에 대한 반사가 결국 무지개를 만듭니다. 그리고 우리는 다른 별에서 오는 빛을 배웠죠, 우리는 물방울 없이도 무지개를 만들어 낼 수 있습니다. 하지만 빛을 분산시키는 기구가 필요하죠. 우리가 태양의 복사광을 볼 때면. 우리는 이상함을 느낍니다. 무지개에 검은 선이 그어져 있어요. 이 선은 원자의 특징 중 하나입니다. 태양 대기에 있는 원자가 특정한 파장들을 흡수하고, 흡수된 정도로 얼마나 많은 원자가 그곳에 있었는지 알 수 있죠, 그래서 얼마나 많은 빛이 소실되었는지 관측하는 것만으로도, 우리는 태양의 대가에 어떤 원소가 있는지 말할 수 있을 뿐만 아니라, 그 밀도도 알수 있습니다. 그리고 같은 원리가 다른 별들에게도 적용되죠. 스펙트럼을 만들어 보고, 무엇이 빠졌는지 살펴보세요. 그리고 어느 원소가 존재하는지 살펴보세요. 빙고, 이제 당신은 별이 무엇으로 만들어졌는지 알게 되었습니다. 하지만 우리는 눈으로 볼수 있는 파장만 생각하지 않죠, 전파 또한 생각합니다. 그들은 빌보드 탑 100의 음악을 당신의 차에서 흘려나오게 할 수도 있고 장애물 없는 우주를 자유롭게 여행할 수도 있습니다. 전파가 먀우 멀리서 왔기 때문에 그것은 우리에게 우주의 초장기가 어땠는지 알려주죠. 빅뱅 이후로 몇천 년 밖에 지나지 않은 우주 말입니다. 우리는 또한 우주의 먼지 구름이나 가스처럼 차가운 물체에서 내뿜어지는 적외선을 관찰할 수도 있습니다. 또한 이것들로부터 만들어진 항성들의 자외선을 관찰할 수도 있죠. 다른 길이의 파장을 연구하는 것은 우리에게 그 물체의 완벽한 외형을 제공해 줄 뿐만 아니라 우주를 보는 다른 시선도 선사해 줍니다. 이런 이유로, 천체물리학자들은 다양한 종류의 망원경을 사용합니다. 적외선의 스텍트럼이나 자외선, x선도 볼 수 있는 망원경 말이죠. 거대한 전파 접시에서부터 은빛 거울, 인공위성에 이르기까지, 지구 대기에서 소멸되었어야 할 빛을 감지하는 것은 천체 물리학자들이 보지 못했던 수십조의 은하에 존재하는 수백조의 별들을 보는 것입니다. 과학자들은 다양한 방법으로 그것을 듣고, 느끼고, 감지합니다. 각각의 특징들을 밝히면서 말이죠. 하지만 별들은 결국 빛에서 시작합니다. 우리가 보는 방식이든지 아니던지간에요. 우주의 비밀을 알고 싶으세요? 그냥 빛만 따라가시면 됩니다.