지구에 물이 처음 도달한 경로를 설명하는 새로운 이론
지구가 처음 형성됐을 당시에는 온도가 너무 높아서 얼음을 유지할 수 없었다. 이는 곧 지구에 존재하는 모든 물이 외계 기원이라는 뜻이다. 고대 지각 암석에 대한 연구는 태양이 형성된 지 1억 년이 채 되지 않아 지구에 액체 상태의 물이 존재했음을 시사한다. 천문학적 시간 기준으로 보면 ...
힉스 보손과 우주의 운명: 우리는 왜 아직 존재하는가?
우리의 우주는 137억 년이라는 긴 시간 동안 존재해 왔기에 매우 안정적인 것처럼 보인다. 하지만 여러 실험 결과에 따르면, 우주는 마치 절벽 끝에서 위태롭게 서 있는 것과 같은 위험한 상황에 놓여 있다. 그리고 그 원인은 단 하나의 근본적인 입자, 바로 힉스 보손(Higgs boson...
기본 입자란 무엇인가?
기본 입자는 크게 두 가지 유형으로 나뉜다. 하나는 물질 입자(matter particles)로, 일부는 결합하여 우리가 사는 세상을 구성한다. 다른 하나는 힘 입자(force particles)로, 이 중 하나인 광자(photon)는 전자기 복사를 담당한다. 이러한 입자들은 입자물리학...
베텔게우스, 만약 초신성 폭발이 일어난다면?
지난 1,000년 동안, 낮에도 보일 정도로 밝았던 초신성 폭발은 극소수에 불과했다. 가까운 거리에서 발생하는 초신성은 천문학자들이 꿈꾸는 희귀한 사건이다. 하지만 우리가 살아 있는 동안 그러한 장면을 직접 목격할 가능성은 매우 낮다. 그럼에도 불구하고, 우리는 여전히 희망을 품고 하늘...
초거대질량 블랙홀 형성의 역사
태양 100만 개 이상의 질량, 우주 나이 들며 성장 둔화
이 거대한 블랙홀들은 보통 은하의 중심에 자리 잡고 있다. 우리 은하인 은하수 역시 중심부에 초거대질량 블랙홀을 품고 있다. 그렇다면 초거대질량 블랙홀은 어떻게 그렇게 거대한 존재가 되었을까? 이 질문에 답하기 위해, 천체물리학자로 구성된 연구팀은 우주의 138억 년 역사를 거슬러 올라...
번개가 지구 날씨와 우주 날씨를 연결한다
가끔 이 입자들이 교란되는 사건이 발생해 전자들이 지구 대기로 쏟아져 내린다. 이러한 고에너지 입자들은 밴앨런 복사대(Van Allen radiation belts)를 형성하며, 이는 우주 시대 초기에 발견된 최초의 주요 과학적 성과 중 하나였다. 최근 연구에 따르면 번개가 생성하는 전...
우주는 어떤 모습일까? 암흑물질, 암흑에너지, 우주 팽창 구별하기
은하들이 서로 멀어진다는 것은 무슨 의미일까? 현재의 우주 팽창은 뉴턴 역학으로는 설명할 수 없고, 일반상대성이론을 통해 이해해야 한다. 이 이론에서는 우주가 모든 방향에서 균질하고 등방적인 공간이라면, 우주의 팽창이 자연스럽게 나타나는 현상이라고 설명한다.
행성은 어떻게 탄생할까? 해답은 소행성에서 찾을 수 있다
이론과 천문 관측에 따르면, 행성은 젊은 별 주위를 둘러싼 가스와 먼지로 이루어진 원시 행성계 원반(protoplanetary disk)에서 형성된다고 알려져 있다. 따라서 우리 태양계의 행성들도 태양의 원시 행성계 원반에서 탄생했을 가능성이 높다. 이 과정은 약 45억 년 전에 일어났...
그럼에도 불구하고, 우주는 이상하게 움직인다
우주는 정적인 것과 거리가 멀다. 1920년대에 에드윈 허블은 먼 은하들의 적색편이를 관측하여 우주가 팽창하고 있음을 실험적으로 증명했다. 그 결과, 아인슈타인과 뉴턴의 우주관은 완전히 무너졌다. 우주는 움직이고 있다. 팽창하고 있을 뿐만 아니라, 그 팽창 속도는 점점 더 빨라지고 있다...
스티븐 호킹의 네 가지 근본적인 질문
스티븐 호킹의 연구는 우리가 우주에 대해 가지고 있는 놀라운 이론, 즉 알베르트 아인슈타인의 일반상대성이론에서 출발한다. 이 이론은 시간과 공간(시공간)에 대한 혁명적인 개념으로, 힘의 등가성 원리에 기초하고 있다. 이 개념은 아인슈타인이 자신의 집 지붕 위에서 상상한 자유낙하라는 '유...
