안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 금은 외계물질에서 왔다는 주장이 있는데 금은 외계물질 인가요?
금은 원자번호 79번으로 매우 무거운 원소이죠. 태양과 같은 일반적인 별에선 수소-헬륨-탄소정도까지 핵융합을 하며 철 이후의 무거운 원소는 핵융합으로 생성할 수가 없게 됩니다. 금같이 무거운 원소들은 Rapid 과정을 통하여 생성되는데 이들은 초신성이나 중성자별간의 충돌과 같은 극한의 조건에서만 가능하다고 알려져 있습니다. 우리 지구의 금의 경우 지구 생성 초기 지구가 용융상태였을때 무거운 원소가 가라앉게 되고 그 이후 발견된것이지요. 즉 우리가 보는 금의 경우 외계의 천체가 충돌하면서 지구의 표면에 전달되면서 나타나게 된 현상입니다.
Q. 블랙홀 주변에 생성되는 강착원반이 아래위로도 보이는 원리는?
강착원반은 실제로 블랙홀의 적도면을 따라 형성되는 얇고 뜨거운 원반이지만 관측 이미지에선 위-아래 양쪽으로 보이는 현사잉 나타나며 이는 일반상대성이론에서 예측하는 중력렌즈효과라고 보고 있지요. 강착원반 자체는 자전축과 수직인면으로서 적도 평면을 따라 회전하는 얇은 구조입니다. 이 디스크는 마찰열로 X선, 자외선, 가시광선등을 강하게 방출하게 되며, 블랙홀은 엄청난 중력을 가지기에 그 주변의 시공간을 심하게 휘게 하는데, 이로 인하여 원반의 빛이 직선이 아닌 곡선으 ㅣ경로를 따라 휘어지게 됩니다. 후면에 있떤 강착원반의 빛이 휘어져 우리 눈에 들어오게 되면 강착원반의 윗면과 아랫면을 동시에 보는 것처럼 느껴지게 디ㅗ는 것이지요.
Q. 우주가 계속 팽창하다가 다시 줄어들어 빅뱅 이전으로 돌아간더고 말하는 천문학자도 있던데 어떤 이론에 근거한 주장인가요?
우주가 팽창하였다가 다시 줄어들어 점처럼 되는 것은 우주의 종말 시나리오중 하나인 빅크런치 이론입니다. 수축은 계속 가속되며 결국 모든 질량과 에너지가 하나의 초밀도인 점으로 된다고 보고 있찌요~ 이후 다시 새로운 빅뱅이 시작될수도 있따는 이론도 있습니다~ 이는 전체 밀도가 임계밀도보다 크게 되면 중력이 결국 팽창을 멈추게 하고, 우주는 수축하게 되며 현재 우주는 암흑 에너지로 인해 가속 팽창하고 있는데 암흑 에너지의 특성이 시간이 지나면서 변화하게 된다면 중력 우세로 바뀌게 되면서 수축이 시작될수도 있따고 보는것이지요. 어떤 이론에선 우주가 수축하며 엔트로피가 재설정될수 있다고도 봅니다. 하지만 현재 여러 결과들은 암흑에너지가 현재로선 일정하거나 심지어 강해지고 있기에 빅크런치보다 빅립에 무게를 더 두고 있답니다.
Q. 최근 우주 관측에서 거대은하집단이 모든 예측 무시하는 원인?
ㅇ암흑물질은 전자기파와 상호작용하지 않아 직접 관측이 어렵지만, 중력을 통해 우주의 구조 형성에 중요한 역할을 하고 있찌요. 최근의 고나측에선 일부 지역의 암흑물질 분포가 예상보다 불균일하거나 비대칭적으로 나타나는 모습이 보여 거대 은하 집단의 움직임이 예측과 다르게 나타난다고 보고 있습니다. 우주의 가속팽창을 설명하는 암흑에너지는 우주 구조의 대류고 움직임에 영향을 미칠수 있게 되는데 암흑 에너지의 특성과 분포가 아직 완전하게 이해되지 않은 상태로서 거대 은하 집단의 움직임이 기존 예측과 다르게 되는것이지요. 우주 관측은 거리, 속도, 질량등의 측정에서 다양한 오차가 발생할수 있고 먼 거리의 은하 집단을 관측하면 적색편이 측정의 불확실성이나 중력 렌즈 효과로 인한 왜곡 등이 예측과 실제 관측 결과 사이의 차이를 초래하기도 하는것이지요. 현재으 ㅣ우주론 모델은 다양한 관측 결과를 바탕으로 구성되어 잇지만, 새로운 관측 결과가 기존 모델과 일치하지 않다면 모델의 수정이나 확장이 필요하게 될 수도 있는것이지요.
Q. 허블 망원경 발사성공 후 초기 에 발생한 초점 오류는 어떤 문제였나요?
허블우주망원경은 1990년 발사 직후 엄청난 위기를 겪었따고 알려져 있는데 설계와 조립의 실수에서 기인한 치명적인 결함이 있었기 때문입니다. 허블은 직경 2.4M의 주경을 사용하여 천체의 빛을 모으는 구조인데 주경이 정밀한 포물면 곡률로 연마되어야 하고 연마 과정에서 0.002mm만큼 너무 납작하게 연마되어있었으며 빛이 정확한 초점에서 모이지 못하고 흐트러지는 현상이 발견하였다고 합니다. 광학적인 표현으로 구며수차이며 거울을 연마할때 사용하는 테스트 장비에 1.3mm 짜리 거리 측정용 렌즈 마개가 잘 못 끼워져 있었으며 이로 인하여 테스트 결과는 정상처럼 보였찌만 실제로는 잘못된 곡률로 거울이 완성되었으며 결과적으로 완벽하게 잘못된 설계대로 정밀하게 제작된것이고 이를 수정하며 우주의 보배가 된것이지요. 1993년 우주비행사를 탑승시켜 STS-61 우주왕복선 인데버호를 보내고 보정렌즈 장치를 허블에게 씌웠으며 허블의 흐릿한 초점을 보정해줄 작은 반사 거울과 렌즈 시스템을 삽입하여 허블의 관측 카메라들이 시력이 돌아온것과 같은 선명한 이미지를 촬영하게 시켰습니다.