세상을 최적화

고전 읽기

세상을 최적화 — Sun, 21 Aug 2022 13:27:26 +0900

요즘 고전에 푹 빠져 있다.

니체의 <차라투스트라는 이렇게 말했다>와 공자의 <논어>, 그리고 지금은 읽고 있지 않지만 다음으로 읽을 삼국지까지.

고전 속에는 긴 인류의 역사와 지혜가 담겨 있다. 그리고 신기하게도 그것들은 시간이 지난 지금도 여전히 가치 있다. 아무리 세상이 급변한다고 해도 변하지 않는 본질이 있는 듯.

지혜 뿐만 아니라 위로를 받기도 한다는 점은 덤이다. 인생에 대한 고민이 깊어질 때 고전 속에서 해답을 찾으면 무더위에 시원한 폭포수를 맞는 기분이 든다. 이 고민이 지금 나만의 것이 아니었구나. 먼 옛날에 누군가도 나와 같은 시름을 겪었구나. 이런 생각이 큰 위로가 된다.

어려움이 있을 때마다 고전을 펼치는 것이 습관이 될 것 같다. 사실은 오늘도 일이 마냥 뜻처럼 이루어지지 않아서 답답하던 차였다. 한 시간 정도를 씨름한 뒤 머리를 식히기 위해 가장 먼저 논어에 손을 뻗었다. 그리고 찾아오는 마음의 평온함.

세상을 살아가는 중심, 내 내면의 힘을 다잡는데 고전만큼 좋은 것은 없는 듯하다. 날마다 조금씩 읽다 보면 선조들의 지혜와 경험을 온몸으로 흡수할 수 있을 것이다. 그렇게 내면이 더 풍성해지길 바라면서...

꿈을 이루는 방법

세상을 최적화 — Tue, 1 Feb 2022 20:12:47 +0900

꿈을 이루는 방법

꿈을 이룬 사람들은 성공한 사람들이란 뜻일 테다.

성공한 사람들의 공통점을 찾아보았다.

긍정적인 마음가짐이 무엇보다도 중요한 것 같다.

레버리지 독후감

세상을 최적화 — Tue, 30 Nov 2021 23:25:25 +0900

레버리지를 읽고 나서

힘이 들 때 집어든 책이다.

정말 읽기를 잘했다는 생각이 든다.

한 문장, 한 문장을 곱씹게 된다.

냉정한 듯하면서도 묘하게 위로가 되는 문장들이다.

누구도 당신에게서 무언가를 구매할 수 있다는 사실을 모른다.
당신은 천천히, 한 번에 한 명씩 고객을 얻는다.
...
마치 어둠 속을 더듬는 것처럼 답답함을 느낄지도 모른다.
한 번도 그곳에 가본 적 없는 당신은,
앞에 무엇이 놓여 있는지 모르기 때문에 실수를 통해 배우면서 힘든 길을 가야 한다.

변화에는 엄청난 비용이 든다.
인내하고, 배우고, 가장 중요한 것을 지켜라.

저자가 진심으로 경제적 자유를 이루고 싶어하는 사람들을 걱정하고, 올바른 길로 이끌고 싶어한다는 걸 느꼈다.

장기적인 안목을 갖고 참고 인내하여 열매를 만들어 내자.

시장에서 살아남기 위한 책 5권 (1)

세상을 최적화 — Mon, 14 Jun 2021 23:24:57 +0900

시장을 즐기며 살아남기 위한 책 5권

투자의 관점은 아주 다양하다. 사람들마다 중시하는 가치가 다르기 때문이다. 실제로 성공적인 투자가들의 가치도 각각 다르다.

어떤 사람들은 재무제표를 보고, 어떤 사람은 산업 분석을 바탕으로 시대에 앞서가는 기업을 찾고, 어떤 사람은 차트를 본다.

방법에 대해 왈가왈부하기 이전에, 개인에게 잘 맞는 방법을 찾는 것이 중요하다고 생각한다.

나는 여태껏 재무제표를 바탕으로 장기 투자를 해왔다. 하지만 무슨 바람이 불어서인지, 장기 투자만 해본 인생은 뭔가 지루하고 재미가 없다고 느껴졌다.

그래서 단기 투자에 대해서도 찾아보기 시작했고, 장투와 단타의 특징이나 장단점을 알아보기에 이르렀다.

단타나 스캘핑은 기술적인 분석을 바탕으로 이루어지는 경우가 많다는 것도 알게 되었다. 특히 차트에 점점 호기심이 생겨 도서관에서 차트에 관한 책들을 빌려왔다.

총 5권의 책들을 3일만에 독파했다.

-차트의 기술

-차트 패턴

-실전 캔들 매매법

-주식 캔들 매매법

-엘리어트 파동이론

(엘리어트 파동이론은 직접 구매했다. 내용이 특히 어려워 두고두고 읽어보기 위함이었다.)

책을 읽고 나서, 차트나 캔들과 같은 요소를 맹신하는 것은 아니지만, 어느 정도의 일리는 있다고 생각하게 되었다.

또한, 스스로에게 예상하지 못했던 반응이 나타났는데...

내가 의외로 차트 읽는 것을 좋아한다는 것이었다.

차트를 읽어본 적이 전혀 없으니 몰랐던 사실인데, 이렇게 우연히 책을 읽고 공부하니 시간 가는 줄 모르고 하루 종일 차트만 보고 있게 되었다.

차트 보는 게 이렇게 재미있을 줄이야!

차트를 통해 매매를 하다보니 재미있어서 중독이 된 것 같다.

각각의 책에 대한 자세한 소개는 다음 글에서 이어서 쓰도록 하겠다.

마케팅이다 세스 고딘, 마케팅=뜬구름잡기?

세상을 최적화 — Sun, 16 May 2021 22:49:34 +0900

마케팅이다-세스 고딘

마케팅의 신으로 받들어지는 세스 고딘(Seth Godin). 그가 쓴 '마케팅이다' 책을 진작부터 읽고 싶었는데 미뤄오다가 드디어 완독을 했다. 책이 어렵지는 않으나 개인적인 일들과 게으름으로 인해 천천히 읽게 된 것이다. 그래도 이 편이 내 나름대로는 더 좋았던 것 같다. 한번에 홀랑 먹어버리기 아까운 귀한 와인처럼, 두고두고 곱씹으며 오랫동안 즐길 수 있었기 때문이다. 물론 지금부터는 회독을 하는 즐거움이 남아 있긴 하다.

마케팅이다

마케팅은 뜬구름 잡기다?

책을 읽기 전 내 마음 속에 마케팅이란 뜬구름잡기와 같았다. 온라인 사업을 하면서 다양한 채널을 통해 마케팅에 대한 이야기를 조금씩 들었지만, 내 머릿속에서는 여전히 실체가 없는 것이었다. 눈에 보기 좋고 강렬한 메시지를 남기는 활동, 이 정도로 생각했던 듯하다.

책 소개글

흐리멍텅하고 헷갈렸던 마케팅에 대한 생각은 이 책을 읽으면서 어느 정도 정리되었다. 동시에 기존에 읽었던 다른 책들과 연결되는 부분도 꽤 많았다. 예를 들면 '신뢰 쌓기'가 '복리 효과(Compound Effect)'처럼 시간이 지날수록 점점 크나큰 효과를 일으킨다는 점, 고객 한 명이 불러오는 변화는 상당하다는 점, 결국 나누어주는 사람(Giver)이 더 오래 살아남는다는 점 등.

결국 마케팅을 통해 인생의 통찰까지 배운 느낌이다. 어쩌면 이것이 가장 마케팅에 가까운 것일지도 모른다. 결국은 사람을 상대하는 일이고, 그들의 마음을 얻는 일이니 말이다. 책을 다시 읽고 난 후에는 다른 생각을 가지게 될지도 모르지만.

마케팅의 변화

'마케팅이다' 책의 일부 내용을 나의 언어로 옮겨 요약하면 아래와 같다.

기술의 발달과 정보 격차의 축소로 세상은 점점 공정해지고 있으며, 그에 따라 분명하고 확실한 가치를 제공하는 사람에게 보상이 주어지고 있다. 이제 사람들은 납득할 만하고 충분히 질 좋은 것에만 지갑을 연다. 마케팅도 그에 따라 변화하고 있다.

나는 질문을 던지는 책을 참 좋아한다. 위의 내용은 나를 온갖 고민과 질문에 뒤덮이게 만들었다. 그런 의미에서 이 책은 참으로 위대한 책이라 하겠다.

아래는 내가 가지게 된 질문들이다.

나의 비즈니스 모델은 사람들에게 어떤 가치를 생산해 줄 수 있을까?
대략적으로 그려지는 사업 모습이 있지만, 이것을 어떻게 '표현'할 것인가?
이미 소음으로 가득 찬 세상에서 어떻게 내 사업이 소리를 낼 수 있을까?
그것이 또다른 소음이 되지 않게 하려면 무엇을 해야 하는가?

아마 이 질문들은 또다른 책으로 해결할 수 있을 것 같다. 다음번에 구매하여 읽을 책은 '나는 돈이 없어도 사업을 한다'이다.

더해빙, 내 마음에 만족을 준 책

세상을 최적화 — Wed, 28 Apr 2021 23:39:13 +0900

더해빙 독후감

갖고 있는 것에 집중하기

직장을 그만두고 나서 안정적인 수입원이 사라졌다는 불안감이 들었다. 아주 심하게 든 것은 아니었지만, 돌이켜 생각해보면 알게 모르게 불안이 기저에 깔린 듯했다.

나는 불안하면 책을 읽는 습관이 있다. 불안과 두려움은 무지에서 비롯되는 것이라 믿기 때문이다. 하지만 '더해빙'을 선택한 것은 아주 우연적이었다.

평범한 날 저녁, 산책 중에 동네 편의점에 들렀다. 일반적인 편의점에 비해 규모가 큰 곳이었다. 특이하게도 책을 판매하는 코너가 있어 둘러보게 되었다. 편의점에 책이라니?

많은 책들 중 '더 해빙'을 보았다. 조금 과장을 보태면 '운명적으로' 더해빙에 끌렸다. 책의 소개글을 보고 읽어봐야겠다는 충동이 강하게 들었다. 동시에 '충동'을 견제하느라 일단은 책을 내려놓고 편의점을 떠났다.

잠깐 걷자니 자꾸만 더 해빙이 생각나는 것이었다. 약 10분 후에 다시 그 편의점으로 돌아가 책을 샀다.

당일 밤 절반을 읽고 뭐라 말할 수 없는 기쁨과 안도감이 들었다. 나도 모르게 자금 흐름에 대해 가졌던 불안감을 아주 현명하게 해소할 수 있었다. 이튿날 아침에 책을 모두 읽었다. 아주 쉬워서 빨리 읽을 수 있었다.

'돈은 에너지다'라는 말이 있다. 나는 이 말에 아주 공감하는 편이다. 긍정적인 기운이 넘쳐나서 주변에 전파하는 사람에게는 돈이 자연스럽게 흘러들어 온다.

'더해빙'에서 말하는 '해빙하기'도 같은 맥락에서 이해했다. 없는 것보다 현재 가지고 있는 것에 감사하며, 나아가 소비의 감정을 긍정적으로 되새김질하는 데에도 도움이 됐다.

다만 책의 아쉬운 점은 한 개인에 대해 지나치게 미화된 문장들이었다. 적당한 수준의 미화라면 그저 마케팅의 일환이겠거니, 가볍게 생각할텐데 미화를 넘어 신격화를 하니 거북할 지경이었다.

동시에 '구루'에 대한 균형된 시각을 갖고 책을 볼 필요가 있다. '구루'들은 실제로 시장에 뛰어들어 부자가 된 사람들이 아닌, 가르치는 일로 부자가 된 사람들이다. 즉, 실무적 지식이 부족한 교수와 같다.

정신적 통찰으로 인한 조언도 가끔은 필요하지만, 실제 사업이나 투자로 괄목할 만한 성과를 이뤄내본 적이 없는 구루들의 말을 무조건적으로 믿는 것은 위험하다.

결론

내가 가진 것들을 다시 되돌아보고 감사의 기쁨을 누릴 수 있었음에 충분히 만족하는 책이다. 만약 부자가 되는 신통방통한 비법 같은 것을 기대하고 책을 펼친다면 분명 실망할 것이다.

부산대 일본 라면 겐쇼심야라멘

세상을 최적화 — Thu, 1 Apr 2021 19:05:04 +0900

부산대 일본 라면집

포차 분위기 겐쇼심야라멘

이사를 하며 동네를 옮겼는데 부산대와 가까워 자주 드나들게 되었다.

특히 외식하고 싶을 때는 부산대에 선택지가 많아서 주로 부산대로 간다.

야밤에 일본라면이 먹고 싶어서 찾아보니 늦은 밤까지 영업하는 라면집이 있었다.

부산대 겐쇼심야라멘

영업 시간

오전 11:30 ~ 익일 오전 2:30까지 (연중무휴)

주소

부산광역시 금정구 부산대학로 33-14

계단 위에 있는 자그마한 가게이다. 가게 앞에 줄지어 있는 전구가 복고적인 느낌을 줬다.

매장 앞에서부터 메뉴와 가격이 표시되어 있는 것이 좋았다.

식당에 들어서니, 늦은 시간임에도 손님들이 있었다. 역시 대학가라서 손님들과 종업원이 모두 청년이었다. 새삼스레 어울리지 않는 장소에 온 것 같은 느낌이 들었다.

주방을 중심으로 바처럼 둘러진 다찌석이다. 좌석은 약 10개 정도 있었다. 작은 식당.

전체적으로 나무 인테리어라서 포근한 느낌을 주었다. 일본에서 이와 비슷한 라멘집을 갔었던 기억이 났다.

요즘 물가가 엄청 비싼데 그에 비해 저렴한 메뉴이다.

포차처럼 맥주를 마시면서 먹으면 좋을 안주거리가 사이드메뉴에 있었다. 건강만 괜찮다면 맥주 한 캔 하면서 깊어지는 밤을 조용히 즐기고 싶었다.

맥주는 포기하고, 먹고 싶었던 돈코츠라멘과 교자만두를 시켰다.

금세 라면이 나왔다. 라면을 받으면서 옆을 보니 생면이 있었다. 면을 직접 뽑지는 않고 공산품 면을 이용하는 것 같았다. 싼 가격이 납득되었다.

라멘을 받으면 항상 국물부터 맛본다. 국물 맛이 라멘의 8할이기 때문이다. 단 맛이 가미된 감칠맛이 났다. 한국식으로 개량한 일본 라멘 맛이었다. 한국식 라멘도 좋아하기 때문에 맛있게 먹었다.

면도 맛이 괜찮았다.

차슈는 크게 두 조각 들어 있었다. 한 입 베어 물었는데 단물이 입 안에 가득 찼다. 설탕물처럼 달아서 썩 기분 좋은 맛은 아니었다. 다시 확인해 보려고 남은 조각을 마저 먹었는데 똑같았다. 차슈는 하나만 먹고, 다른 하나는 미처 먹지 못했다. 너무 진한 단맛이 입맛을 앗아갔다.

뒤이어 교자만두가 나왔다. 갓 튀겨낸 따끈따끈함이 좋았다. 평범한 튀김만두 맛이었다.

평범하게 즐기며 먹을만한 곳이었다. 음식보다는 늦은 밤의 포차 분위기가 좋았던 것 같다. 다음에는 간단하게 맥주 한 잔 하면서 사이드 음식들을 먹어봐야겠다.

타이탄의 도구들, 나만 알고 싶은 책

세상을 최적화 — Thu, 18 Mar 2021 11:32:21 +0900

타이탄의 도구들

성공으로 가는 최적화된 지름길

요즘처럼 복잡하고 시끄러운 세상에서는 좋은 책 한 권이 무엇보다도 큰 스승이 된다. 내게 좋은 책이란, 마음 속에 고민이 있을 때 해답을 찾도록 이끌어주는 책이다. '타이탄의 도구들'은 내게 몇 안 되는 좋은 책에 속한다.

타이탄의 도구들 책

요즘에는 '타이탄의 도구들'이라는 책의 도움을 아주 많이 받고 있다. 새로운 일을 시작하면서 정답이 없는 의문이 들 때가 많은데, 그 때마다 이 책의 목차를 본다. 그리고 끌리는 부분에서 자세한 내용을 읽는다.

구매 영수증

책은 직접 구매해서 책장의 가장 잘 보이는 부분에 꽂아 두었다. 어떤 일을 하든지 성공을 꿈꾸고 있지만 그 과정이 마냥 호락호락하지만은 않다. 마치 바다 한가운데에서 풍랑을 헤쳐 나가는 느낌인데, 책 '타이탄의 도구들'이 길잡이가 되어 준다. 이미 앞서서 모든 풍랑을 다 헤쳐본 멘토가 옆에 있는 듯이 든든하다.

성공을 향해 노력하는 것이 늘 힘들다거나 그렇지만은 않다. 차라리 실패하고 손해가 생기면 정신이 번쩍 들어 해결책을 찾으면서 많이 배운다. 하지만 지지부진한 성과에서 계속 시간과 노력을 투입해야 하는 경우, 사람의 머리는 효율성을 추구하기 때문에 이 과정이 맞는 것인지 계속해서 스스로에게 의문을 던지게 된다. 그 과정에서 자신과의 싸움이 일어나는데, 그것이 정신적 에너지를 많이 쓰고 몸까지 지치게 만든다.

'확신'이 있다면 즐겁게 일할 수 있다. 이렇게만 하면 성공할 거라는 확신. 지금 하고 있는 일이 맞다는 확신. 확신이 들어 즐겁게 일하면 성공 가능성이 훨씬 높아진다. 심지어 성공하지 않을 것처럼 보였던 분야에서도 말이다. 그래서 나는 '멘탈이 최대의 자산'이라고 생각한다. 타이탄의 도구들은 내 자산을 지켜주는 책이다.

저자 팀 페리스

저자 티모시 페리스(Timothy Ferriss)는 과거에 사업가였으며 현재는 투자자이자 동시에 작가이고 팟캐스트를 진행하는 유명인이다. 팀 페리스의 팟캐스트는 유튜브에서도 들을 수 있다.

열 번 실패하라

타이탄의 도구들에서 특히 많이 보는 내용은 실패와 부정적인 감정에 관한 것이다. 일반적으로 사람들은 실패와 부정적인 감정을 피하려고 노력한다. 하지만 '타이탄의 도구들'에서 성공을 거둔 사람들 대부분은 실패와 부정적인 감정을 마주하고 이용하라고 조언한다.

불쾌하다면 그것을 들여다 보라

'타이탄의 도구들'은 나만 알고 싶은 책이다. 한 페이지, 한 페이지에 보석 같은 글들이 숨어 있기 때문이다. 어떠한 아름다운 치장 없이 날것 그대로, 나를 위해 진실을 말해주기 때문이다.

우주는 얼마나 큰 것일까?

세상을 최적화 — Wed, 17 Feb 2021 21:45:10 +0900

우주는 얼마나 클까?

20세기 초, 섀플리는 우리 은하계를 가로지르는데 30만 광년이 걸린다고 믿었다. 최근 이론보다 3배나 크지만, 그의 측정값은 그 당시로써는 꽤 괜찮았다. 특히, 그는 은하수 내에서 정확한 비례 거리를 계산했다. 그러나 당시 사람들에게는 30만 광년이라는 시간이 터무니없이 큰 수치로 보였다. 사실, 섀플리 자신은 은하수가 예외적으로 크다고 믿었다. 망원경으로 볼 수 있는 다른 은하수 같은 나선은하들은 우리의 항성계와 비교가 안 된다고 주장했다. 하지만 커티스의 생각은 달랐다. 그는 정확히 우리 은하만큼 큰 다른 은하들이 우주 전체에 퍼져 있다고 생각했다. 그러나 흥미롭게도, 그의 출발점은 은하수가 섀플리가 계산한 것보다 훨씬 작다는 믿음이었다. 커티스가 사용한 계산에 따르면 은하수의 지름은 겨우 3만 광년이었다. 현대의 측정과 비교하면 3배 정도로 너무 작았다. 3배만큼 크거나 3배만큼 작다. 우주적 스케일의 큰 거리에 대해 말할 때, 거의 1세기 전에 토론했던 천문학자들의 수치가 약간 틀릴 수 있다는 것도 납득이 된다.

오늘날 천문학자들은 은하수의 지름이 약 10만 광년에서 15만 광년 사이라고 꽤 확신한다. 물론 관측 가능한 우주는 훨씬 더 크다. 현재 이론에 따르면 관측 가능한 우주의 지름은 약 930억 광년이다. 어떻게 그렇게 확신할 수 있을까? 그리고 우리가 어떻게 지구에서 이런 측정을 할 수 있었을까?

코페르니쿠스가 지구가 태양계의 중심이 아니라고 주장한 이후로, 사람들은 항상 우주가 무엇인지 생각해왔다. 특히 우주가 얼마나 클지에 대한 선입견을 깨는 것이 어렵다는 것을 알게 된 것 같다. 오늘날에도 천문학자들은 우주 전체가 몇몇 사람들의 생각보다 훨씬 더 클 수 있다는 것을 보이기 위해 새로운 증거를 모으고 있다.

우주에서의 거리 측정 방법

천문학자들은 지구에서 태양계의 다른 물체까지의 거리뿐만 아니라 은하 사이의 간격과 관측 가능한 우주의 가장자리까지의 여정을 계산하기 위해 기발한 도구와 측정 시스템을 개발했다. 이 모든 것들을 측정하는 단계는 '우주 거리 사다리'라고 알려져 있다. 사다리의 첫 번째 층은 비교적 쉽고 정확하다. 바로 파동을 이용하는 것이다. 금성이나 화성과 같은 태양계 근처의 행성에서 전파를 튕겨내서 그 파동이 지구로 돌아오는 데 걸리는 시간을 잴 수 있다. 그 측정은 꽤 정확하다. 푸에르토리코에 있는 아레시보 같은 대형 전파 망원경은 이런 종류의 일을 할 수 있지만, 그것보다 더 많은 일을 할 수도 있다. 예를 들어, 아레시보는 태양계 주위를 날아다니는 소행성을 탐지할 수 있고, 심지어 전파가 소행성 표면에서 반사되는 방식을 바탕으로 소행성의 이미지까지 만들 수 있다.

그러나 태양계 너머의 거리를 측정하기 위해 전파를 사용하는 것은 효과적이지 않다. 우주 거리 사다리의 다음 받침대는 시차 측정이라고 알려진 것이다. 이것 또한 우리가 깨닫지 못하고 항상 하는 일이다. 인간을 비롯한 많은 동물은 두 개의 눈을 가지고 있어서 자신과 물체 사이의 거리를 직관적으로 인식한다. 만약 당신이 앞에 있는 물체를 잡고 한쪽 눈을 뜨고 바라본다면, 손이 약간 옆으로 움직이는 것을 볼 수 있다. 이것을 시차라고 한다. 이 두 관측치 사이의 차이를 사용하여 해당 개체까지의 거리를 확인할 수 있다. 우리의 뇌는 우리 양쪽 눈의 정보를 가지고 자연적으로 거리를 인식한다. 그리고 천문학자들은 망원경으로 근처의 별들을 관찰하여 시차를 인식한다. 우주에 두 개의 눈이 떠 있다고 상상하면, 지구의 궤도 덕분에 배경에 있는 물체들에 대한 별들의 이동을 볼 수 있다. 1월에 하늘에 별이 있는 곳을 측정하고 6개월을 기다렸다가 태양의 반대편에 있는 7월에 같은 별을 측정하는 식이다. 그러나 물체가 너무 멀리 떨어져 있어(약 100광년) 관측된 이동이 너무 작으면 의미 있는 계산을 할 수 없다. 이 거리에서, 우리는 여전히 우리 은하의 가장자리 근처에는 없다.

다음 단계는 '메인 시퀀스 피팅'이라고 불리는 기술이다. 주계열성(메인 시퀀스 별)으로 알려진 특정 크기의 별들이 시간이 지남에 따라 어떻게 진화하는지 아는 데 달려 있다. 첫째로, 그들은 나이가 들면서 점점 더 붉어지며 색을 바꾼다. 그들의 색과 밝기를 정확하게 측정한 다음, 이것을 시차로 측정할 수 있는 더 가까운 주계열성들의 거리에 대해 알려진 것과 비교함으로써, 우리는 이 더 먼 별들의 위치를 추정할 수 있다. 이러한 계산을 뒷받침하는 원리는 같은 질량과 나이를 가진 별들이 똑같이 밝게 보일 것이라는 것이 우리와 같은 거리라는 것이다. 그렇지 않은 경우가 많기 때문에 측정의 차이를 사용하여 실제 얼마나 멀리 떨어져 있는지 확인할 수 있다. 주계열성들은 이 분석에 사용될 때, 우리가 수학적으로 계산할 수 있는 크기(또는 밝기)를 의미하는 '표준 초'의 한 종류로 간주된다. 이 양초들은 우주에 점점이 찍혀 있고, 우주를 예측할 수 있는 방식으로 비춰준다. 그러나 주계열성만이 유일한 예는 아니다. 밝기가 거리와 어떻게 관련이 있는지에 대한 이러한 이해는 다른 은하에 있는 별들처럼 훨씬 더 먼 물체까지의 거리를 알아내는 데 매우 기초적이다. 그러나 메인 시퀀스 피팅은 수백만 광년 떨어져 있는 별들의 빛은 정확하게 분석하기 어렵기 때문에 사용되기 힘들다.

하지만 1908년, 하버드의 스완 레빗이라는 과학자는 엄청난 거리를 측정하는 데 도움을 준 환상적인 발견을 해냈다. 스완 레빗은 세페이드 변수라고 불리는 특별한 종류의 별들이 있다는 것을 깨달았다. 그녀는 특정한 종류의 별들이 시간이 지남에 따라 밝기가 변하며, 이러한 별들의 진동인 밝기의 변화는 그것들이 본질적으로 얼마나 밝은지와 직접적인 관련이 있다고 했다. 다시 말해서, 밝은 세페이드산은 흐릿한 세페이드보다 (사실 여러 날 동안) 더 느리게 '박동'할 것이다. 천문학자들은 세페이드 행성의 박동을 비교적 쉽게 측정할 수 있기 때문에, 이 별의 밝기를 예측할 수 있다. 그러고 나서, 그것이 실제로 우리에게 얼마나 밝게 보이는지 관찰함으로써 거리를 계산할 수 있다. 이는 원칙적으로 주계열 피팅 접근법과 유사하며, 밝기가 핵심이다. 하지만 핵심은 거리는 다른 방법으로 측정될 수 있다는 것이다. 그리고 거리를 측정하는 더 많은 방법들이 있을수록, 우리는 우리의 우주의 실제 규모를 더 잘 이해할 수 있다. 우리 은하에서 그러한 별들의 발견이 할로우 섀플리의 엄청난 크기를 확신하게 했다. 1920년대 초, 에드윈 허블은 근처의 안드로메다은하에서 세페이드 변수를 발견했고, 그것이 백만 광년 밖에 떨어져 있지 않다는 것을 알아냈다. 오늘날, 우리의 가장 좋은 추정치는 은하가 실제로 254만 광년 떨어져 있다는 것이다. 하지만 허블의 치수를 수치로 여기지는 않는다. 사실, 우리는 여전히 안드로메다까지의 거리에 대한 최선의 견적을 내려고 노력하고 있다. 254만 광년 수치는 실제로 최근 몇 가지 계산의 평균치이다. 지금 이 순간에도 우주의 거대한 스케일이 계속해서 우리를 복잡하게 한다. 천문학자들은 매우 좋은 추정치를 만들 수 있지만, 사실 은하 사이의 거리를 정밀하게 측정하기는 매우 어렵다. 우주는 정말 그 정도로 크다. 하지만 여기서 다가 아니다. 허블은 또한 폭발하는 백색 왜성 – 타입 1A 초신성의 밝기를 측정했다. 이것들은 수십억 광년 떨어진 꽤 먼 은하에서 볼 수 있다. 이 폭발의 밝기는 계산 가능하기 때문에 세페이드 변수와 마찬가지로 얼마나 멀리 떨어져 있는지 알 수 있다. 1A형 초신성과 세페이드 변수는 모두 천문학자들이 표준 초라고 부르는 것의 추가적인 예이다.

하지만 극한의 거리를 측정하는 데 도움을 줄 수 있는 우주의 또 다른 특징이 있다. 바로 레드쉬프트다. 이것은 도플러 효과를 알면 훨씬 이해하기 쉽다. 도플러 효과를 이해하기 위한 대표적인 사례는 바로 사이렌을 울리는 구급차가 옆을 지나간 경험을 떠올려 보는 것이다. 구급차가 다가올수록 사이렌 소리가 커지고 멀어질수록 다시 작아진다. 이와 같은 일이 빛의 파동에서도 일어난다. 다만 훨씬 더 미세한 규모이다. 우리는 먼 물체에서 오는 빛의 스펙트럼을 분석함으로써 변화를 감지할 수 있다. 이 스펙트럼에는 어두운 선이 있을 것이다. 일부 특정한 색상은 광원 내부와 주변의 요소(예를 들면 별의 표면)에서 흡수되기 때문이다. 물체가 우리에게서 멀리 떨어져 있을수록, 그 선들은 스펙트럼의 빨간색 끝으로 더 멀리 이동될 것이다. 그것은 단지 물체들이 멀리 떨어져 있기 때문만이 아니라, 우주의 팽창 덕분에 시간이 지남에 따라 실제로 우리에게서 멀어지고 있기 때문이다. 그리고 멀리 떨어져 있는 은하로부터 빛의 붉은 변화를 보는 것은 우주가 실제로 팽창하고 있다는 것을 증명하는 한 가지 방법이다. 이것은 풍선의 표면에 두 점을 찍은 다음 풍선을 부는 것과 같다. 풍선이 팽창하면서 표면의 점들 사이의 거리가 커진다. 우주가 팽창함에 따라, 각 은하는 다른 은하들로부터 멀어지고 있다. 은하계가 우리로부터 더 빨리 움직일수록, 더 멀리 떨어져야 하며, 우리가 지구상에서 은하를 다시 분석할 때 그 빛이 더 붉게 변할 것이다. 다시, 에드윈 허블이 먼 은하에서 그의 세페이드 사이에 비례적인 관계가 있다는 것과 그 은하의 빛이 얼마나 붉은색으로 변화했는지를 발견한 것이다.

관측 가능한 우주에서 우리가 감지할 수 있는 가장 붉은 빛의 변화는 138억 년 된 은하에서 우리에게 도달했다는 것을 암시한다. 왜냐하면 이것은 우리가 감지한 가장 오래된 빛이기 때문이다. 이 사실은 우주의 크기에 대한 수수께끼를 해결할 큰 열쇠다. 또한 이것은 우주의 나이를 측정할 수 있게 해준다. 하지만 지난 138억 년 동안, 우주는 계속해서 팽창해 왔다. 처음에는 매우 빠르게 팽창했다. 천문학자들은 이 점을 고려하여 관측 가능한 우주의 가장자리에 있는 은하들이 우리에게 도달하는 데 138억 년이 걸렸을 때 465억 광년 떨어져 있어야 한다는 것을 알아냈다. 그것은 관측 가능한 우주의 반경에 대한 우리의 최선의 측정치이다. 그것을 두 배로 늘리면 직경이 930억 광년이 된다. 이 수치는 수많은 측정과 수 세기 동안 거듭된 연구의 결과이다. 하지만 케이시가 지적한 것처럼, 여전히 명확하지 않은 사실들이 있다. 한 가지 예로, 우리가 탐지할 수 있는 가장 오래된 은하의 복잡성에 비추어 볼 때, 빅뱅 이후 어떻게 그들이 그렇게 빨리 형성될 수 있었는지는 분명하지 않다. 한 가지 가능성은 어딘가에서 우리의 계산 중 몇 가지가 완전히 옳지 않다는 것이다.

우주 관측의 미래

우리가 관찰할 수 있는 그 너머의 우주에 대해 생각하려고 할 때는 더더욱 복잡해진다. 우리가 관측한 우주 말고 '온전한' 우주 말이다. 당신이 선호하는 우주의 모양 이론에 따라, 전체 우주는 실제로 유한하거나 무한할 수 있다. 최근 영국 옥스퍼드 대학의 연구팀은 관측 가능한 우주의 물체에 대한 데이터를 분석하여 우주의 모양에 관한 어떤 것도 알아낼 수 있는지 알아냈다. 컴퓨터 알고리즘을 사용하여 데이터에서 의미 있는 패턴을 찾아본 결과, 새로운 추정치가 나왔다. 전 우주가 관측 가능한 우주보다 적어도 250배는 크다는 것이다. 우리는 이만큼 먼 지역을 볼 수 없다. 과학자들에게 우주는 지속적인 매혹의 원천으로 남아있다.

우주에 대해서 연구를 거듭하다 보면 겸손해질 것 같다. 천문학은 우리가 우주의 중심도 아니고 태양계의 중심도 아니고 은하계의 중심도 아니라는 것을 꾸준히 알려 준다. 언젠가 우리는 우리가 지금까지 꿈꿔왔던 것보다 훨씬 더 멀리 우리 주변의 우주를 여행할지도 모른다. 지금은 보기만 할 수 있지만, 보는 것만으로도 꽤 멀리 갈 수 있다.

우주의 과거사를 품은 퀘이사

세상을 최적화 — Tue, 16 Feb 2021 22:33:46 +0900

퀘이사란 무엇인가?

퀘이사는 너무 밝게 빛나서 그들을 포함하고 있는 고대 은하까지 일식을 일으킬 수 있다. 또한 우리 태양보다 10억 배나 큰 블랙홀 안에서 움직이며 까마득히 멀리 있다. 이 신비로운 천체는 반세기 전 처음 발견된 이후부터 천문학자들의 큰 관심거리가 되었다. 독일 막스 플랑크 천문연구소의 천문학자 브람 베네만스에 따르면, 퀘이사는 가장 밝고 가장 먼 것으로 알려진 천체 중 하나이며 초기 우주를 이해하는 데 매우 중요하다.

퀘이사를 발견하다

1930년대에 벨 전화 연구소의 물리학자 칼 얀스키는 대서양 횡단 전화선에 대한 간섭이 은하수에게서 오고 있다는 것을 발견했다. 1950년대까지 천문학자들은 전파망원경을 사용하여 하늘을 탐사하고 그 신호를 하늘에 대한 가시적인 조사와 결합했다. 그러나 점만큼 더 작은 개체 중 일부는 일치하는 항목이 없었다. 이 신호들이 별처럼 한 곳에서 왔기 때문에 천문학자들은 이들을 '별에 준하는 전파원' 또는 '준성(퀘이사)'이라고 불렀다. 하지만 일본 국립천문대에 따르면, 퀘이사의 약 10%만이 강한 전파를 방출한다고 하니 이 이름은 잘못된 것일지도 모른다. 이름을 붙이는 것은 퀘이사가 무엇인지 확인하는 데 큰 도움이 되지 않았다. 별을 나타내는 것처럼 보였던 이 먼 점들이 빛의 속도만큼 가속된 입자들에 의해 생성된다는 것을 알아내는 데는 수년의 연구가 더 필요했다. 이제 과학자들은 이 작고 반짝이는 점들이 실제로 은하핵이 숙주 은하를 비추는 신호라고 추측하고 있다. 퀘이사는 오직 태양의 수십억 배의 질량을 가진 블랙홀인 초질량 블랙홀을 가진 은하에서만 산다. 비록 빛이 블랙홀 자체에서 빠져나올 수는 없지만, 어떤 신호들은 그것의 가장자리에서 벗어나곤 한다. 일부 먼지와 가스가 블랙홀로 떨어지는 동안, 다른 입자들은 빛의 속도로 블랙홀로부터 멀리 가속된다. 입자들은 우주에서 가장 강력한 입자 가속기에 의해 운반되는 위아래의 제트의 블랙홀로부터 멀리 흘러간다. 맥스 플랑크 천문연구소의 천문학자 파비안 월터에 따르면, 퀘이사는 물질의 대규모 밀도가 평균보다 훨씬 높은 우주의 지역에서 형성되는 것으로 여겨진다. 은하수에도 오랫동안 퀘이사를 있었는지도 모른다.

과거의 비밀을 가진 퀘이사

우주에서 물체를 연구하는 것은 타임머신처럼 기능하다. 왜냐하면 우주여행에 빛의 시간이 걸리기 때문이다. 빛이 우리 눈에 도달하면 우리는 사물을 볼 수 있다. 멀리 있는 물체일수록 빛이 우리 눈까지 여행하는 데에 오랜 시간이 걸린다. 그러므로 과학자들이 멀리 볼수록 그들이 볼 수 있는 시간은 더 먼 과거로 돌아간다. 대부분의 퀘이사는 수십억 광년 떨어진 곳에서 발견되었다. 알려진 2,000개 이상의 퀘이사 대부분은 은하의 초기에 존재했다. 2017년 12월, 지구에서 130억 광년 이상 떨어진 곳에 있는 퀘이사가 발견되었다. 과학자들은 빅뱅 이후 6억 9천만 년 만에 나타난 이 퀘이사를 J1342+0928이라고 했다. 이 어린 퀘이사는 은하가 시간이 지남에 따라 어떻게 진화했는지에 대한 정보를 보여줄 수 있다.

퀘이사의 에너지

퀘이사는 수백만, 수십억 또는 심지어 수조 개의 전자볼트의 에너지를 방출한다. 이 에너지는 은하 내 모든 별의 총 광도를 초과한다. 우주에서 가장 밝은 물체들은 은하수보다 10만 배 더 밝게 빛난다. NASA에 따르면, 퀘이사들은 우리 은하의 전체 에너지 생산량의 수백 또는 수천 배에 달하는 에너지를 방출할 수 있어, 우주에서 가장 빛나고 에너지 넘치는 물체 중 하나가 될 수 있다. 예를 들어, 만약 하늘에서 가장 밝은 물체 중 하나인 고대 퀘이사 3C 273이 지구에서 30광년 떨어진 곳에 있다면, 그것은 하늘에서 태양처럼 밝게 보일 것이라고 한다.

퀘이사를 연구하는 것은 그들을 포함하고 있는 초거대 블랙홀의 질량과의 관계 때문에 오랫동안 어려운 과제였다. 가장 큰 블랙홀의 무게를 재는 새로운 방법이 최근에 제시되었다. 이는 천문학의 큰 발전이며, 이러한 측정이 퀘이사에 대한 더 많은 정보와 우주의 비밀을 풀 수 있는 열쇠가 될 수 있을 것이다.

블랙홀에 관한 흥미로운 사실들

세상을 최적화 — Mon, 15 Feb 2021 22:29:30 +0900

블랙홀은 우주에서 가장 이상하고 신비한 물체이다. 블랙홀은 아주 밀도가 높으며, 상상 이상의 강한 중력을 가지고 있어서 빛조차도 가까이 오면 벗어날 수 없다. 중력이 너무 강한 탓에 빛이 휘어지고 공간이 뒤틀리고 시간이 왜곡될 정도이다.

블랙홀에 대해 처음 거론한 사람은 알버트 아인슈타인이다. 그는 1916년에 일반 상대성 이론으로 블랙홀의 존재를 처음 예언했다. 블랙홀이라는 용어는 수년 후인 1967년 미국의 천문학자 존 윌러에 의해 만들어졌다. 수십 년 동안 블랙홀이 이론의 대상으로만 알려진 후, 1971년에 처음으로 물리적 블랙홀이 발견되었다. 그 후 2019년에 EHT(Event Horizon Telescope)가 최초로 블랙홀에 대한 영상을 공개하였다. 망원경이 지평선을 조사하던 중 M87 은하 중심에 있는 블랙홀 또는 블랙홀에서 벗어날 수 없는 영역을 보았다. 그 이미지는 광자(빛의 입자)의 갑작스런 손실을 나타냈다. 또한 그것은 블랙홀에 대한 완전히 새로운 연구 주제를 내놓았고, 오늘날 천문학자들이 블랙홀이 어떻게 생겼는지 알게 된 계기가 되었다. 지금까지 밝혀진 블랙홀은 별 블랙홀, 초대질량 블랙홀, 중간 블랙홀 등 세 가지 종류이다.

별 블랙홀

수명이 다한 별이 마지막 연료를 태울 때, 그 물체는 붕괴하거나 그 자체로 떨어질 수 있다. 작은 별들의 경우 새로운 핵은 주로 중성자별 또는 백색 왜성이 된다. 여기서 작은 별이란 태양 질량의 약 3배 미만까지 별들을 말한다. 이보다 더 큰 별이 사라질 때는 계속해서 압축되고 별 블랙홀을 만들어낸다. 개별 항성의 붕괴로 형성된 블랙홀은 상대적으로 작지만 엄청나게 밀도가 높다. 이 물체들 중 하나는 태양의 3배 이상의 질량을 도시의 지름으로 묶는다. 이것은 물체 주위의 물체들을 잡아당기는 엄청난 양의 중력으로 이어진다. 그러면 별 블랙홀은 주변 은하에서 나오는 먼지와 가스를 소비하여 크기가 커지게 한다.

초대질량 블랙홀

작은 블랙홀이 우주를 가득 채우고 있지만 그들의 사촌인 초거대 블랙홀이 지배하고 있다. 이 거대한 블랙홀은 태양보다 수백만배 혹은 수십억배 더 무겁지만 지름은 거의 비슷하다. 그러한 블랙홀은 은하수를 포함한 거의 모든 은하의 중심에 있는 것으로 파악된다. 과학자들은 그렇게 큰 블랙홀이 어떻게 번식하는지 확실히 밝혀내지 못했다. 하지만 네 가지의 가설이 있다. 첫째, 이 거대한 블랙홀들이 형성되면 주변의 먼지와 가스로부터 질량을 모은다. 먼지와 가스는 은하 중심에 풍부한 물질이고, 블랙홀이 훨씬 더 큰 크기로 자랄 수 있게 해준다. 둘째, 초대질량 블랙홀은 수백 또는 수천 개의 작은 블랙홀이 서로 합쳐진 결과일 수 있다. 또는 큰 가스 구름도 함께 붕괴되고 질량이 빠르게 증가하는 원인이 될 수 있다. 세 번째 방법은 별 무리들이 함께 떨어지는 항성단의 붕괴이다. 넷째, 초대질량 블랙홀은 암흑물질의 큰 군집으로부터 발생할 수 있다. 이 물질은 중력이 다른 물체에 미치는 영향을 통해 관측할 수 있는 물질이지만, 암흑물질은 빛을 방출하지 않고 직접적으로 관측될 수 없기 때문에 암흑물질의 구성 성분을 알 수 없다.

중간 블랙홀

과학자들은 한때 블랙홀이 작고 큰 사이즈로만 들어온다고 생각했지만, 최근의 연구는 중간 크기의 블랙홀이 존재할 가능성을 밝혀냈다. 이러한 천체들은 성단의 별들이 연쇄 반응으로 충돌할 때 형성될 수 있다. 같은 지역에서 형성되는 여러 중간 블랙홀들은 결국 은하 중심에 함께 떨어져 초대질량 블랙홀이 될 수 있다. 2014년에 천문학자들은 나선은하의 팔에서 중간 질량의 블랙홀로 보이는 것을 발견했다. 2018년부터의 새로운 연구는 이러한 중간 블랙홀이 왜소은하(또는 매우 작은 은하)의 중심부에 존재할 수 있다는 것을 드러냈다. 이러한 10개의 은하를 관측한 결과(이 중 5개는 과학적으로 알려지지 않은 것)는 블랙홀에서 흔히 볼 수 있는 X선 활동을 통해 태양질량 36,000~316,000개의 블랙홀이 있음을 알 수 있었다. 이 정보는 슬론 디지털 스카이 서베이에서 나왔다. 이 조사는 약 1백만 개의 은하를 조사하여 근처의 파편을 끌어당기는 블랙홀에서 나오는 빛의 종류를 탐지할 수 있는 것이다.

블랙홀은 어떻게 생겼을까?

블랙홀은 외부와 내부 사건의 지평선, 특이점이라는 세 개의 층으로 나눌 수 있다. 사건 지평선은 빛이 빠져나갈 수 없는 블랙홀 입구의 경계선이다. 일단 입자가 사건의 지평선을 통과하면 그 입자는 영영 밖으로 나갈 수 없다. 중력은 사건의 지평선에 걸쳐 일정하다. 물체의 질량이 있는 블랙홀의 내부 영역은 그 특이점, 즉 블랙홀의 질량이 집중되는 시공간의 단일 지점으로 알려져 있다.

우주에서 일반적인 별을 보는 것과 같은 방법으로는 블랙홀을 볼 수 없다. 대신 천문학자들은 먼지와 가스가 밀도가 높은 지점으로 빨려들 때 블랙홀이 방출하는 방사능을 탐지해서 블랙홀을 관측한다. 그러나 은하 중심에 놓여 있는 초거대 블랙홀은 관측이 힘들기도 하다. 두꺼운 먼지와 가스로 블랙홀 주변이 뒤덮여 방사능이 차단되기 때문이다. 이럴 때 블랙홀을 관측하는 또다른 방법이 있다. 가끔 물질이 블랙홀을 향해 쏠리면서 미궁에 말려들기보다는 사건의 지평선에서 벗어나 바깥으로 내동댕이쳐지기도 한다. 그 때 거의 상대적인 속도로 움직이는 밝은 물질 제트가 생성된다. 비록 블랙홀은 보이지 않지만 강력한 제트는 먼 거리에서 볼 수 있다.

시간이 지남에 따라 연구원들은 블랙홀들을 이미지화하여 블랙홀이 어떻게 생겼는지에 대한 데이터를 구축할 것으로 기대하고 있다. 다음 표적은 우리 은하 중심에 있는 블랙홀인 궁수자리 A*일 가능성이 있다. 궁수자리 A*는 예상보다 조용해 흥미를 유발하는데, 이는 자기장이 활동을 방해하기 때문일 수 있다고 2019년 연구는 보도했다. 그 해 또 다른 연구는 시원한 가스 후광이 궁수자리 A*를 둘러싸고 있다는 것을 보여주었는데, 이것은 블랙홀 주위의 환경이 어떻게 생겼는지 전례 없는 통찰력을 준다.

블랙홀에 대한 이상한 사실들

블랙홀에 빠지면 어떻게 될까?

블랙홀에 빠지면 스파게티처럼 중력이 뻗어나간다는 이론이 오래전부터 제기되어 왔다. 만약 사람이 블랙홀에 가까이 간다면 특이점에 도달하기 전에 죽게 된다. 그러나 2012년 네이처 지에 발표된 한 연구는 양자 효과로 인해 사건의 지평선이 불의 벽과 같은 역할을 하게 될 것이라고 했다. 즉, 사건의 지평선 지점에서 사람은 순식간에 타버린다는 것이다.

블랙홀은 물질을 빨아들이는 것일까?

블랙홀은 물질을 빨아들이지 않는다. 흡입은 진공으로 무언가를 끌어당겨 발생하는 현상이다. 하지만 블랙홀은 진공이 아니다. 물체들이 지구와 같이 중력을 가진 대상에 떨어지는 것처럼 블랙홀에 빠지는 것이다.

공룡의 멸종은 암흑 물질 때문이다?

세상을 최적화 — Mon, 15 Feb 2021 19:42:25 +0900

언젠가 소행성의 충돌이 지구에 대재앙을 일으킬 것인가?

공룡이 멸종한 까닭으로 가장 널리 알려진 가설 중 하나는, 소행성의 충돌로 인해 지구의 기후가 변화했기 때문이라는 것이다. 이와 관련하여 리사 랜달은 흥미로운 이론을 내세웠다. 공룡을 멸종시킨 혜성이 보이지 않는 얇은 원반 모양의 물질 때문에 지구에 충돌했다는 것이다. 그 보이지 않는 물질이란 바로 지구 주변에 존재하는 암흑 물질이다. 대략적으로 살펴보면, 태양계가 은하수를 돌 때 지구의 암흑 물질 원반형 혜성들은 은하의 먼 지역에서 혜성들을 주기적으로 지구로 투하한다는 이론이다. 이 혜성들 중 하나가 공룡을 멸종시켰다는 것이다.

암흑 물질이 어떻게 공룡 멸종에 책임이 있을까?

지난 세기의 모든 과학적 발전 중에서 가장 인상적인 것은, 지구에서 우리에게 친숙한 물질이 우주의 대부분을 차지하는 물질과 상당히 다르다는 것이다. 우주의 85%는 천문학자들이 암흑 물질이라고 부르는 것으로 이루어져 있다. 암흑 물질의 존재는 1930년대에 처음 거론되었다. 이것은 사람의 눈으로 관측할 수 없다. 우주의 작은 문제에 대해 알지 못하는 것을 불행이라고 생각한다면, 85%를 모르는 것은 크나큰 부주의로 보인다. 암흑 물질은 과학자들에게 골칫거리이다. 리사 랜달이 증명했듯, 수십 년에 걸친 세심한 연구에도 불구하고 그 물질이 어떻게 움직이는지에 대한 이론적인 추측의 여지가 여전히 많다. 그녀는 '암흑 물질과 공룡'이라는 책을 통해 암흑 물질의 행동에 대한 새로운 아이디어를 제시했다. 그리고 왜 65만 년 전에 공룡들이 멸종되었는지에 대한 설명을 제공하기 위해 그 이론을 사용한다. 이것은 터무니없이 들릴지 모르지만, 상상력이 풍부한 과학자로서의 랜달의 인상적인 기록은 그녀에게 공정한 청문회를 열 자격을 주었다. 그녀는 하버드 대학의 이론 물리학자이며 주류적 사고방식이 된 몇 가지 급진적인 아이디어를 생각해냈다. 가장 유명한 것은 그녀가 우리 모두에게 친숙한 세 가지 외에 가능한 치수의 존재를 암시하는 이론을 공동 저술했다는 것이다. 그리고 이 추가적인 관측은 선 실험실의 Large Hadron Collider를 통해 관찰될 수 있을지도 모른다는 것이다. 만약 그것들이 발견된다면 그녀는 노벨상 수상자가 될 수도 있다.

랜달은 최근 연구의 초점을 근본적인 입자에서 이 책에서 설명한 태양계 연구로 바꾸었다. 그녀가 우주의 우리 지역에서 암흑 물질의 역할에 대해 깊이 생각하기 시작했을 때 그녀의 초기 반응을 읽는 것은 매혹적이다. 천문학자들은 오랫동안 암흑 물질이 빛을 방출하거나 흡수하지 않는다는 것을 알고 있었고, 이것이 망원경을 통해 직접 관측할 수 없는 이유이기도 했다. 그러나 암흑물질은 중력의 힘을 느끼며 천문학자들이 은하계의 보통 물질에 미치는 영향을 관찰할 수 있게 되었다. 평범한 물질이 눈에 보이지 않는 암흑물질의 중력에 의해 우주를 가로지르는 것처럼 말이다. 문제는 암흑 물질을 더 완전하게 이해하고, 종종 은하단에 있는 암흑 물질의 존재를 우주 전체에 걸쳐 말이죠. 천문학자들의 업적은 놀라웠다. 이제 우리 은하인 은하가 거의 구형의 암흑물질 안에 '홀로' 존재한다는 것이 분명해 보인다.

랜달과 그녀의 협력자들의 첫 번째 혁신은 암흑 물질이 모두 같지 않을 수도 있다는 것을 제안하고 추측하는 것이었다. 오히려, 그것의 작은 비율은 중력을 통해서 뿐만 아니라 전자기력과 유사한 새로운 유형의 힘을 통해서도 상호작용할 수 있다. 한 가지 결과는 은하수가 얇고 극도로 밀도가 높은 암흑 물질 원반을 포함하고 있다는 결정적인 예측이다. 이 배경의 이유는 복잡하다. 랜달은 우리에게 300페이지에 달하는 천문학과 우주론에 대한 초안을 준비하기 위해 신경을 썼다. 그 동안 우리는 공룡의 꼬리가 휘는 것을 거의 보지 못한다. 하지만 그녀는 명석하고 거리감 있는 비공식적인 해설자이다. 전문용어나 수학이 없이, 그녀는 수세기 동안 계속된 고질적인 천문학적 역사를 통해 우리를 이끌어주며, 때때로 불쾌한 결과를 가지고 지구에 착륙하는 우주 물체에 대해 설명할 때 특히 빛을 발한다. 이론가들은 이것을 오래 전에 처음 생각하기 시작했다. 1742년, 프랑스의 수학자이자 철학자인 피에르 루이 드 모페르투스는 혜성이 행성에 충돌하면 지구상의 많은 생명체들이 멸종될 수 있다는 것을 인식했다. 다음 세대에 피에르 사이먼에 따르면, 큰 크기의 운석들은 모든 종들을 멸종시키는 대재앙을 일으킬 것이라고 한다. 오늘날 정부는 과학자들에게 의뢰하여 지구가 소행성에 직접 부딪힐 수 있는 가능성을 가장 잘 대처하는 방법을 찾고 있다.

랜달의 이야기는 생물학, 고생물학, 기상학, 수학을 포함한 매우 다양한 학문들을 다룬다. 그리스로 여행을 갔을 때, 그녀는 크레이터라는 단어의 기원에 따라 일어난다. 즉, 와인을 물로 희석시킬 수 있는 큰 구멍이 있는 그릇이다. 그러나 이 책에서 단연코 가장 설득력 있는 부분은 그녀의 이론의 모든 가닥들을 종합하고, 그 기원을 설명하고, 미래를 내다보는 절정기이다. 그녀는 자신의 동료들 중 일부는 새로운 가설을 확장으로 간주한다는 것을 잘 알고 있지만 열린 마음을 유지하고 비정통적인 이론적인 생각을 내세우는 위험을 감수해야 한다고 강조한다. 자연은 종종 처음에는 거의 불가능해 보였던 생각을 선호하는 것으로 밝혀졌다는 것을 기억할 필요가 있다. 위대한 덴마크의 양자 이론가 닐스 보어는 이것을 알고 있었다. 논쟁의 여지가 있는 세미나가 끝난 후 그는 연설자에게 말했다. 우리는 모두 당신의 이론이 미친 것이라는 것에 동의한다. 우리를 분열시키는 문제는 그것이 옳을 기회를 가질 만큼 미친 짓인가 하는 것이다. 확실히 랜달은 이론가들이 어둠 속에서 창조적인 일을 할 수 있는 충분한 범위가 있다는 것을 보여준다.

암흑 에너지와 암흑 물질에 관하여

세상을 최적화 — Sun, 14 Feb 2021 19:26:25 +0900

암흑 물질과 암흑 에너지라는 미스테리

우리 눈에 보이는 우주는 지구, 태양, 다른 별 그리고 은하를 포함하여 양자와 중성자, 그리고 원자로 뭉쳐진 전자들로 이루어져 있다. 20세기의 가장 놀라운 발견들 중 하나는 이 평범한 혹은 사람의 눈에 관측 가능한 물질이 우주 질량의 5퍼센트 미만을 차지한다는 것이다. 우주의 나머지 부분은 암흑 물질이라고 불리는 불가사의하고 보이지 않는 물질(25%)과 암흑 에너지로 알려진 중력을 억제하는 힘(70%)으로 이루어져 있는 것으로 보인다.

과학자들은 아직 암흑 물질을 직접 관찰하지 못했다. 그것은 이음매 물질과 상호작용하지 않고 빛과 다른 형태의 전자기 방사선에 완전히 보이지 않기 때문에 암흑 물질을 현존하는 기술이나 도구로는 감지할 수 없다. 그러나 과학자들은 그것이 은하단과 은하단에 미치는 중력 효과 때문에 그것이 존재한다고 확신한다. 예를 들어 표준 물리학에 따르면 회전하는 나선은하의 가장자리에 있는 별들은 은하의 가시 물질이 집중된 은하중심부 근처의 별들보다 훨씬 느리게 이동해야 한다. 그러나 실제 관측에 따르면 별들은 은하 원반에서 어디에 있든 거의 같은 속도로 공전하고 있다. 만약 경계 별들이 은하 주변의 후광에서 보이지 않는 질량, 즉 암흑 물질의 중력 효과를 느끼고 있다고 가정한다면 이 혼란스러운 결과는 타당하다.

암흑 물질은 또한 천문학자들이 깊은 우주에서 보는 어떤 착시현상을 설명할 수 있다. 예를 들어 훨씬 더 먼 은하에서 나오는 빛이 전경에 있는 거대하고 보이지 않는 암흑 물질 구름에 의해 왜곡되고 확대된다면 이상한 고리와 빛의 호를 포함하는 은하의 그림은 설명될 수 있을 것이다. 바로 중력 렌즈라고 알려진 현상이다.

천문학자들은 암흑 물질이 무엇인지에 대한 몇 가지 아이디어를 가지고 있다. 한 가지 선도적인 가설은 암흑 물질이 정상적인 물질이나 빛과 상호작용하지 않지만 여전히 중력을 발휘하는 이국적인 입자로 구성되어 있다는 것이다. CERN의 대형 하드론 충돌기를 포함한 몇몇 과학 단체들은 현재 연구소에서 연구하기 위해 암흑 물질 입자를 생성하려고 노력하고 있다.

다른 과학자들은 암흑 물질의 영향이 우리의 중력 이론을 근본적으로 수정함으로써 설명될 수 있다고 생각한다. 그러한 생각에 따르면 중력은 여러 형태가 있으며 은하를 지배하는 큰 규모의 중력은 우리가 익숙해진 중력과 다르다.

팽창하는 우주

암흑에너지는 훨씬 더 신비롭고 1990년대에 발견된 암흑에너지는 과학자들에게 완전한 충격이었다. 그 이전에 물리학자들은 중력이 시간이 지남에 따라 우주의 팽창을 늦출 것이라고 가정했었다. 그러나 두 개의 독립 팀이 감속도를 측정하려고 했을 때 그들은 팽창 속도가 실제로 빨라지고 있다는 것을 발견했다. 한 과학자는 이 발견을 그들이 천장을 향해 곧장 날아오르는 것을 보기 위해 그들이 다시 떨어질 것을 기대하며 열쇠 세트를 공중으로 던지는 것에 비유했다.

과학자들은 현재 우주의 가속화된 팽창이 빈 공간에서 양자 변동에 의해 발생하는 일종의 반발력에 의해 움직인다고 생각한다. 게다가 그 힘은 우주가 팽창하면서 점점 더 강해지는 것처럼 보인다. 더 나은 이름이 없기 때문에 과학자들은 이 불가사의한 힘을 암흑 에너지라고 부른다.

과학자들은 암흑물질과는 달리 암흑에너지에 대한 그럴듯한 설명을 가지고 있지 않다. 한 아이디어에 따르면 암흑 에너지는 5분위수라고 불리는 다섯 번째이자 이전에는 알려지지 않았던 기본 힘의 한 종류로, 우주를 유체처럼 채운다고 한다. 많은 과학자들은 또한 암흑에너지의 알려진 성질은 알버트 아인슈타인이 정적 우주의 개념에 그의 방정식을 맞추기 위해 일반 상대성 이론에 추가한 수학적 반창고인 우주 상수와도 일치한다고 지적했다. 아인슈타인에 따르면 상수는 중력에 대항하여 우주가 스스로 붕괴되는 것을 막는 반발력이 될 것이다. 아인슈타인은 나중에 천문학적인 관측으로 우주가 팽창하고 있다는 것이 밝혀지자 그 생각을 버렸고, 우주론적 상수는 그의 가장 큰 실수라고 말했다.

우주의 팽창이 가속화되고 있다는 것을 알게 된 지금, 암흑 에너지를 우주 상수처럼 더하면 시공간이 어떻게 멀어지고 있는지를 깔끔하게 설명할 수 있다. 그러나 그 설명에 따르면 왜 이 이상한 힘이 애초에 존재하는지 여전히 풀리지 않은 수수께끼로 남아 있다.

암흑 물질에 대한 과학자들의 고찰

세상을 최적화 — Sun, 14 Feb 2021 18:14:05 +0900

보이지 않는 암흑 물질

우주 질량의 약 80%는 과학자들이 직접 관찰할 수 없는 물질로 이루어져 있다. 암흑물질로 알려진 이 이상한 성분은 빛이나 에너지를 방출하지 않는다. 그렇다면 과학자들은 왜 그것이 지배적이라고 생각할까? 적어도 1920년대부터 천문학자들은 우주에는 육안으로 볼 수 있는 것보다 더 많은 물질이 포함되어 있다고 가정해 왔다. 이후 암흑물질에 대한 지지가 커졌고, 암흑물질에 대한 확실한 직접적인 증거는 포착되지 않았지만 최근 몇 년 동안 강력한 근거가 있었다.

예일 대학의 연구원인 피터 반 도쿰은 별들의 움직임이 얼마나 많은 물질이 있는지를 말해준다고 한다. 반 도쿰은 거의 암흑 물질로 구성된 '드래곤 44' 은하를 식별하는 팀을 이끌었던 경력이 있다. 그에 따르면, 암흑 물질은 어떤 형태이든 상관없이 우주에 존재한다고 한다. 우주의 친숙한 물질인 바이런 물질은 양성자, 중성자, 전자로 구성되어 있다. 암흑 물질은 바이런 또는 비바이런 물질로 만들어질 수 있다. 우주의 원소들을 하나로 묶기 위해서 암흑 물질은 우주의 약 80%를 차지해야 한다. 사라진 물질은 단순히 규칙적이고 편협한 물질로 이루어진 것을 발견하는 것이 더 어려울 수 있다. 잠재 후보로는 엷은 갈색 왜성, 백색 왜성, 중성자별 등이 있다. 초거대 블랙홀도 그 차이의 일부일 수 있다. 그러나 이렇게 발견하기 어려운 물체들은 과학자들이 사라진 질량을 보충하기 위해 관찰한 것보다 더 지배적인 역할을 해야 할 것이고, 반면에 다른 요소들은 암흑 물질이 더 이국적이라고 암시한다.

대부분의 과학자들은 암흑물질이 비바리성 물질로 구성되어 있다고 생각한다. 선두 후보인 WIMPS는 양성자 질량의 10배에서 100배에 이르지만 '정상' 물질과의 약한 상호작용은 암흑물질을 탐지하기 어렵게 한다. 중성미자보다 무겁고 느린 거대한 가상의 입자인 중성미자가 아직 발견되지는 않았지만 가장 유력한 후보이고 또 다른 후보는 무균 중성미자다. 중성미자는 정규 물질을 구성하지 않는 입자다. 중성미자의 강은 태양으로부터 흐르지만 정상적인 물질과 거의 상호작용하지 않기 때문에 지구를 통과한다. 알려진 중성미자는 세 종류가 있다. 네 번째, 무균 중성미자는 암흑물질 후보로 제안된다. 무균 중성미자는 중력을 통해서만 정규 물질과 상호작용할 수 있다.

암흑 물질은 은하단이 섬유가 교차하는 노드에서 형성되는 네트워크 같은 패턴으로 우주 전역에 퍼져 있는 것으로 보인다. 중력이 태양계 안팎에서 같은 작용을 한다는 것을 확인함으로써, 연구원들은 암흑물질과 암흑에너지의 존재에 대한 추가적인 증거를 내놓았다. 미시간 주립 대학의 물리 및 천문학 부교수이자 아이스큐브 실험의 공동 연구자인 타이스 드 영은 중요한 질문 중 하나는 각각의 중성미자 종에 들어가는 단위에 패턴이 있느냐 하는 것이라고 말했다. 작은 중성 축과 충전되지 않은 광자(둘 다 이론적인 입자)도 암흑 물질의 잠재적인 자리 표시자이다. 이탈리아 그란사소 국립연구소는 성명에서 여러 천문학적 측정이 암흑물질의 존재를 확증해 매우 민감한 검출기에서 암흑물질 입자와 일반물질의 상호작용을 직접 관찰하기 위한 전 세계적인 노력을 이끌어냈으며, 이는 암흑물질의 존재를 확인하고 빛을 떨어뜨릴 것이라고 밝혔다. 하지만 이런 상호작용은 너무 미약해서 지금까지 직접적인 발견을 피해왔기 때문에 과학자들은 점점 더 민감한 탐지기를 만들 수밖에 없다. 또는 지금까지 태양계 내에서 물체의 움직임을 성공적으로 설명한 중력의 법칙에 따라 수정이 필요할 수도 있다.

과학자들은 암흑 물질의 움직임을 연구함으로써 우주에 있는 큰 물체의 질량을 계산한다. 1970년대 나선은하를 조사한 천문학자들은 중심부의 물질이 바깥쪽 가장자리보다 더 빨리 움직이는 것을 볼 수 있을 것으로 예상했다. 대신, 그들은 두 위치의 별들이 같은 속도로 이동한다는 것을 발견했고 은하들이 볼 수 있는 것보다 더 많은 질량을 포함하고 있다는 것을 보여주었다. 타원은하 내의 가스에 대한 연구는 또한 가시적인 물체에서 발견되는 것보다 더 많은 질량이 필요하다는 것을 보여주었다. 만약 은하단이 포함된 단 하나의 질량이 전통적인 천문학적 측정으로 보인다면 은하단은 산산조각 날 것이다.

알버트 아인슈타인은 우주의 거대한 물체가 빛을 굴절시키고 왜곡시켜 렌즈로 사용할 수 있다는 것을 보여주었다. 빛이 은하단에 의해 어떻게 왜곡되는지를 연구함으로써 천문학자들은 우주에서 암흑 물질의 지도를 만들 수 있었다. 이 모든 방법들은 우주에 있는 대부분의 물질이 아직 보이지 않는 것이라는 강력한 증거를 제공한다. 암흑물질은 보통 물질과 다르지만, 특이한 물질을 감지하기 위한 많은 실험이 있다. 국제우주정거장의 민감입자탐지기인 알파자기분광계(AMS)는 2011년 설치 이후 가동 중이다. 지금까지 AMS는 탐지기에서 1000억 개 이상의 우주선을 추적했다고 매사추세츠 공과대학의 노벨상 수상자인 새뮤얼 팅이 말했다. 그는 양전자의 과잉을 측정했는데, 이 초과량은 암흑 물질에서 발생할 수 있다고 한다. 하지만 지금 이 순간에도, 그것이 이상한 천체물리학적 출처가 아닌 암흑물질로부터 온 것인지 확인하기 위해 더 많은 자료가 필요하다. 더 많은 자료를 위해서는 몇 년이 더 걸릴 것이다.

지구로 돌아가서, 이탈리아의 한 산 아래, LNGS의 제논1T는 WIMP가 제논 원자와 충돌한 후 상호 작용의 징후를 찾고 있다. 연구소는 최근 이 실험의 첫 번째 결과를 발표했다. 프로젝트 대변인인 엘레나 에이프릴 컬럼비아대 교수는 지구의 초저배경 거대탐지기로 암흑물질을 탐지하는 새로운 단계가 제논1T로 막 시작되었다고 말했다. 사우스다코타주의 한 금광에 착석한 대형 지하 제논 암흑물질 실험(LUX)도 WIMP와 제논 상호작용의 징후를 찾고 있다. 하지만 지금까지 그 장치는 그 불가사의한 문제를 밝히지 못했다. 긍정적인 신호가 왔을지도 모르지만 자연은 그렇게 친절하지 않았을 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 무효 결과는 암흑 물질이 이전에 존재했던 그 어떤 것보다도 더 클 수 있는 것에 대한 모델을 제한함으로써 그 분야의 지형을 변화시키기 때문에 중요하다.

남극 대륙의 얼음 밑에 묻힌 실험인 아이스큐브 뉴트리노 천문대가 무균 중성미자를 찾고 있다. 무균 중성미자는 중력을 통해서만 일반 물질과 상호작용하며 암흑 물질의 강력한 후보가 된다. 다른 장치들은 암흑 물질의 효과를 찾고 있다. 유럽 우주국의 플랑크 우주선은 2009년 발사된 이후 우주의 지도를 만들고 있다. 우주의 질량이 어떻게 상호작용하는지 관찰함으로써, 우주선은 암흑물질과 그것의 파트너인 암흑에너지를 조사할 수 있다. 2014년, NASA의 페르미 감마선 우주 망원경은 은하수의 심장부를 감마선 빛으로 나타낸 지도를 제작하여 중심핵에서 감마선 방출의 과잉을 밝혀냈다. 일리노이주 페르밀라브의 천체물리학자인 댄 후퍼는 우리가 발견한 신호는 현재 제안된 대안으로는 설명할 수 없으며 매우 단순한 암흑물질 모델의 예측과 밀접하게 일치한다고 말했다. 그 초과분은 질량이 31~400억 볼트인 암흑물질 입자의 전멸로 설명될 수 있다고 연구원들은 말했다. 그 결과 그 자체로는 암흑물질에 대한 흡연총으로 간주되기에는 충분하지 않다. 해석을 검증하려면 다른 관찰 프로젝트 또는 직접 감지 실험의 추가 데이터가 필요할 것이다.

비록 암흑 물질이 우주의 대부분을 차지하고 있지만, 암흑 물질은 우주 전체 구성의 약 4분의 1밖에 차지하지 않는다. 우주의 에너지는 암흑에너지에 의해 지배된다. 빅뱅 이후, 우주는 바깥쪽으로 팽창하기 시작했다. 과학자들은 한때 중력이 그 안에 있는 물체들을 서로 끌어당기면서 결국 에너지가 고갈되어 속도가 느려질 것이라고 생각했다. 그러나 멀리 떨어진 초신성에 대한 연구는 오늘날 우주가 과거보다 더 빠르게 팽창하고 있다는 것을 밝혀냈고, 이는 우주 팽창이 가속화되고 있음을 보여준다. 이것은 우주가 중력을 극복할 수 있는 충분한 에너지, 즉 암흑 에너지를 가지고 있을 때만 가능할 것이다.