안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 요세프스가 언급한 크리스탈 궁창은 과학적 관점으로 비추어볼 때 무엇으로 설명되나요?
크리스탈 궁창은 한르을 수정처럼 투명한 물질로 만드는 궁창이라고 알려져 있는데, 요세푸스는 하늘은 마치 수정이나 유리처럼 단단하고 반짝이며 신의 위대한 창조물이다 라고 해석하였다고 합니다. 하지만 현대 과학에서 살펴본다면 하늘은 고체가 아니며 궁창의 개념은 지구의 대기권으로서 오늘날 대기권 및 우주 공간을 시각적으로 단단하고 투명하게 인식하게 된 고대적인 해석이라고 볼 수 있는 것이지요.
Q. 수십 수백만광년 떨어진 은하도 충돌사건이 일어난다는데 그럼 그 은하 내 별들은 충돌하게되나?
우주는 전체적으로 팽창중이지만 팽창의 영향이 은하군 내부 같은 중력적으로 결속된 영역에 적용되지 않으며 이 국부은하군은 중력으로 서로 묶여 있어 우주의 팽창보다 중력이 더 강하게 작용하게 되고 가까운 은하들끼리는 중력으로 인해 서로 끌어당기며 충돌하게 되는것이지요. 은하들끼리 충돌은 실제로 흔하게 일어나는 현상 중 하나이며 우리 은하 또한 약 40억년 후 안드로메다 은하와 충돌할것으로 보고 있습니다. 충돌은 파괴보다 융합에 가까우며 은하의 충돌은 자동차의 충돌처럼 부딪히며 산산조각 나는 것이 아닌 중력간의 간섭으로 형태가 왜곡되고 서로 섞이며 병합되는 과정을 거치게 되는 것입니다. 대부분은 거대한 타원은하로 진화하며 별끼리는 충돌하지 않게 되는데 별들은 은하 내에서 매우 넓게 분포하고 있으며 그렇기에 은하가 충돌해도 별과 별은 대부분 그냥 지나치게 된답니다.
Q. 항성의 특징 중 분광형이란 것은 항성의 질량과 수명에 어떤 영향을 가지나?
항성을 O형부터 M형까지 나누는 분광형이며 단순히 색깔이나 표면 온도의 분류를 넘어 항성의 질량과 수명, 진화 경로까지 밀접한 관련있게 됩니다. 항성의 표면 온도와 그에 따른 스펙트럼의 특징에 따라 분류한 항성의 종류이며 O부터 M까지 점점 온도가 낮아지고 색도 붉어지게 됩니다. O형은 청백색, B형은 청색, A형 하얀색, F형 백행색, G형은 황색, K형은 주황색, M형은 붉은색으로 O형의 경우 3만K이상, M형은 3,700K이하로 나뉘게 됩니다. 우리가 보는 태양은 G형으로 5,200~6,000K정도의 표면 온도를 가지게 됩니다. 항성의 분광형은 질량과 밀접한 관련을 가지며 O형별일수록 질량이 매우 크고, M형 별일수록 질량이 작게 됩니다. 항성의 수명의 경우 질량과 역의 관계를 가지며 질량이 클수록 수명이짧고, 질량이 작을수록 수명이 길게 됩니다. 질량이 클수록 수명이 짧은것은 그만큼 핵융합 속도가 극도로 빨라지게 되기 때문인데 질량이 크면 중력이 강하고 중심부 압력과 온도가 매우 높아지게 되면서 연료를 빠르게 태우게 되는 것이지요. 하지만 M형 별의 경우 핵융합이 느려지며 연료를 천천히 소비하면서 오래 살게 되는 것입니다.
Q. NASA가 개발 중이라는 스피어엑스 망원경은 정확히 어떤 망원경 인가요?
나사의 차세대 우주망원경중 하나로 주목받는 SpHEREx는 허블이나 제임스 웹 망원경과는 관측방식, 목적, 파장 영역에서 차별화된 특별한 과학 임무를 수행하려고 하고 있습니다. Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and lces Explorer의 약자로서 우주의 역사, 재이온화 시대, 얼ㅇ므 탐사를 위한 분광광도계라는 의미로 나사의 제트추진연구소 주도로 개발하였으며 2025년 발사가 예정되어 있습니다. 광대역 분광 탐사 망원경으로 우주 전체를 스캔하면서 분광 데이터를 수집하고 근적외선 파장대 0.75~5마이크로미터에서 작동하며 하늘 전체를 96개의 색상으로 나눠 분광 관측하며 우주의 99% 영역에 대해 3차원 분광 지도를 만들수 있따고 합니다. 우주의 기원에 대한 이해와 재이온화 시대를 연구하고 은하 내 얼음 성분을 탐사하는 과정을 거치려고 하고 있으며 지금까지는 분광적으로 탐사한 망원경이 거의 없었기에 우주 관측 데이터를 지도로 만들고 제임스 웹 ㅇ망원경이나 로마망원경 등과함께 정밀 타겟 관측하도록 탐사 가이드의 역할을 할 수 있또록 한다고 합니다.
Q. 달 탐사나 화성 이주에 대한 연구가 활발한데 실제로 가능한가요??
달 탐사와 화성 이주는 더이상 공학적인 현상이 아니라 실현 가능한 과학적 도전중입니다. 매우 현실적으로 달 탐사가 이루어지고 있는데 나사의 아르테미스 프로젝트가 그 예이며 2026년경 유인 달 착륙을 목표로 달 남극에 장기 기지를 건설하려고 하고 있지요. 달은 지구에서 가깝기에 통신이나 물자 공급등이 상대적으로 용이하게 됩니다. 현재의 기술로는 단기적인 탐사는 가능한 화성은 장기적으로는 아직 시기상조이기도 하지요. 일론머스크는 유인탐사선을 2030년까지 보내려고 하지만 현실적인 이주는 더 시간이 지나야 할것으로 보입니다. 인간은 생존하기 위해선 공기나 물, 식량, 기온, 방사선 차단, 중력, 에너지 공급 등이 원활하여야 하는데 현실적으로 힘든것이지요. 달/화성 토양에서 산소를 추출하는 연구를 통하여 산소 및 대기를 조성하려고 하며 물과 같은 자원을 달의 남극등에서 얼음을 녹여 사용하며 식량을 직접 재배하면서 먹고 살고자 하며 주거지 등은 3D프린팅 기술을 이용하여 만들려고 하고 있지요.