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우주는
정말 아름답지 않습니까?
우주에는 정말 없는게 없습니다.
아주 큰 것부터
아주 작은 것까지요.
물론 우주안에 좋은 것들만 있는 것은 아니에요.
하지만 대체로 학자들은 우주의 존재 자체가
아마도 좋은 것이라고 동의하고 있죠.
그렇게 멋진 것이기에 과학의 모든 분야는
우주를 연구하는데 힘을 쏟고 있습니다.
이런 연구를 우주론이라고 하지요.
우주 과학자들은 우주 저 밖에 무엇이 있는지를 관찰하고
우리 우주가 어떻게 진화했는지의 가설을 짜 맞춥니다.
지금 현재가 어떠하며
나중에 어떻게 될지,
무엇보다도 우주가 어떻게 시작되었는지 같은 것들이죠.
우주가 팽창하고 있다는 것을 최초로 인식한 사람은
에드원 허블이었습니다.
은하계들이 점점 더 멀리 벌어지는 것 같다는 것에 주목하여
알아낸 것이죠.
이것은 세상 모든 것이
엄청난 고온의
한없이 작은 점에서
어마어마한 폭발로 시작되었어야 한다는 것을 의미했습니다.
이런 생각이 그 당시에는 우스갯소리처럼
"빅 뱅(대폭발; Big ***)"이라고 불렸죠.
하지만 증거가 쌓이면서
그 개념과
명칭이
실제로 자리 잡았지요.
우리는 빅뱅이 일어난 후에,
우주가 식어서
오늘날 우리가 보는 별과 은하가 만들어졌다는 것을 알고 있습니다.
우주과학자들은 어떻게 이런 일이 일어났는지
매우 많은 생각을 가지고 있지만
하지만 우리는 또한 우주의 기원 당시에 존재했던
고온, 고밀도의 상태를 실험실에서 재현하며
우주의 기원을 탐색할 수 있습니다.
이런 일은 입자 물리학자들이 수행하고 있어요.
지난 수 세기 동안,
입자물리학자들은 더욱 더 고 에너지 상에서
물질과 힘을 연구해 왔습니다.
처음에는 우주선(宇宙線, cosmic rays)으로
그리고는 입자 가속기를 이용해서 말이죠.
입자 가속기는 아주 높은 에너지 상태에서
원자 구성 입자를 서로 충돌시키는 기계예요.
가속기의 에너지가 크면 클수록
보다 먼 과거를 효과적으로 들여다볼 수 있습니다.
오늘날, 물질은 대체로 원자로 구성되어 있지만
빅뱅이 일어나고 백분의 수 초 동안은
온도가 너무 높아 전자가 원자핵에 결합하여 원자를
만들 수 없었습니다.
그 대신 우주는 아원자 물질의
소용돌이 바다로 이루어져 있었지요.
빅뱅이 일어나고 수 초 후에
여전히 고온이었지만,
양성자와 중성자를 원자핵 안에 함께
묶어두는 힘을 능가할 만큼의
고온이었습니다.
보다 더 되돌아 가보면, 빅뱅 이후 수백만분의 몇 초사이에
양성자와 중성자는 이제 겨우 쿼크(quark)로 부터
생겨나기 시작했어요.
쿼크는 입자 물리학의 표준 모형을
구축하는 기본 단위의 하나에요.
더 거슬러 올라가면
쿼크가 결합되어 있기에는
그 에너지가 너무나 컸어요.
물리학자들은 더 큰 에너지를 가하여
모든 힘이 하나로 뭉쳐있던
때를 보고 싶어합니다.
그러면 우주의 기원이 훨씬 쉽게
이해될 수 있을 것입니다.
그러기 위해서, 더 큰 가속기를 만들어야 할 뿐 아니라
아주 작은 세계의 관찰을 통해
거대한 지식을 결합하고
매혹적인 통찰력을
서로 공유하기 위하여
노력해야 하기도 합니다.
여러분도 그 중에 하나입니다.
그리고 그렇게 되어야만 합니다!
왜냐하면 결국,
우주에 관한한
우리는 모두 하나이기 때문죠.