우리 우주는 창조된 방식, 즉 빅뱅으로 끝장날 수 있다!미국 하버드대학 연구팀은 최근 이 같은 요지의 논문을 권위 있는 물리학술지 피지컬 리뷰 D(Physical Review D)에 실었다.연구팀에 따르면, 힉스 보존(Higgs boson)의 불안정화가 에너지 폭발을 일으켜 마침내 우주의 모든 것을 집어삼킨다. 힉스 보존은 신의 입자로 알려져 있는데, 다른 입자에 질량을 부여하는 미세한 양자 입자이다.연구팀은 우리 우주가 언제 끝장날지를 계산했다. 다행히도 현재로선 우주의 종말을 걱정하지는 않아도 될 것 같다. 아주 먼 미래의 일로

Thanks to Incredible Luck, Hubble Caught a Photo of The Most Distant Star Ever Seen(엄청난 행운 덕분에, 허블우주망원경은 가장 먼 거리의 별을 찍었다.)허블우주망원경은 최근 정말로 놀라운 사진을 한 장 찍었다. 이카루스(Icarus)라고 불리는 거대한 푸른 별인데, 태양계로부터 90억 광년 떨어져 있다. 이 발견은 순전히 중력 렌즈 효과(gravitational lensing) 덕분이었다.허블우주망원경은 2016년 4월 빅뱅 이후 불과 4억 년 후인 134억 광년 거

암흑물질을 포함하지 않은 은하가 발견됐다. 은하를 비롯한 우리 우주에는 보통물질보다 훨씬 많은 암흑물질이 존재한다는 ‘상식’을 깨뜨리는 충격적인 발견으로 평가된다.미국 예일대와 막스플랑크천문학연구소 등의 공동연구팀은 최근 은하 NGC 1052-DF2의 전체 질량과 별들의 운동을 면밀히 계산한 결과 이 은하 내에는 암흑물질이 존재할 여지가 전혀 없다고 발표했다. 공동연구팀의 논문은 과학학술지 네이처(Nature)에 게재되었다.은하계 규모에서 암흑물질이 없다는 연구 결과가 나온 것은 1978년 여성 천문학자 베라 루빈(Vera Rubi

생애 마지막 순간까지 우주 탐구에 몰입했던 과학자, 스티븐 호킹. 호킹은 그가 이룩한 찬란한 학문적 업적과 별도로 숨을 거두기 직전까지 연구에 매진한 ‘연구하는 과학자의 표상’으로 자리매김할 전망이다. 호킹은 타계하기 불과 2주일 전 우주 탄생에 관한 논문을 제출했던 것이다.화제의 논문은 제자였던 토마스 헤르토그 KU루벤대 교수와 공동집필했으며 현재 물리학 저널에 게재하기 위한 사전 단계인 ‘동료 검토(peer review)’ 중인데, ‘출판 전 공개 사이트 arXiv.org' 에 게재되어 있다. 제목은 ‘영원한 인플레이션으로부터

스티븐 호킹이 광막한 우주로 떠남으로써 그가 물리학계에 남긴 질문에 대한 관심은 더욱 높아졌다. 그가 제기한 질문은 이렇다. “정보가 우주에서 정말로 사라질 수 있을까?”‘호킹의 역설(Hawking Paradox)’, 혹은 ‘블랙홀 정보 역설(Black Information Paradox)’라고 불리는 이 질문은 아이러니하게도 호킹의 가장 위대한 성취인 ‘호킹 복사(Hawking Radiation)’로 인해 생겨났다.호킹의 생애 가장 유명한 논문은 44년 전인 1974년 과학학술지 네이처(Nature)에 게재된 ‘블랙홀은 폭발하는가

블랙홀, 빅뱅, 시간의 시작 등 우주의 근원을 탐구해온 영국의 천체물리학자 스티븐 호킹이 14일 타계했다. 아인슈타인 이후 최고의 물리학자라는 평가를 받은 호킹은 물리학계에 적지 않은 학문적 유산을 남겼다.뉴사이언티스트(NewScientist)를 비롯한 유력 과학전문 매체들은 일제히 호킹의 과학적 유산들을 재조명하기 시작했다. 인저리타임은 이들 과학전문 매체들을 인용해 스티븐 호킹의 추모 특집 ‘호킹의 유산’을 마련했다. 다음은 뉴사이언티스트의 14일자 A brief history of Stephen Hawking: A legacy

상대성이론과 양자역학은 현대물리학의 양대 기둥이다. 상대성이론 중의 일반상대성이론은 우주의 거대 구조를 잘 설명하고, 양자역학은 미시세계 아원자 입자들의 양태를 기술한다. 두 이론을 통합하는 일이 어려운 것은 이처럼 애초 적용 대상이 확연하게 다르다는 점이 큰 원인으로 꼽힌다.그런데 양자역학의 수학공식인 슈뢰딩거방정식이 아원자 입자만 기술하는 데 그치지 않고 우주의 거대 천체 현상도 설명하는 것으로 드러났다. 아인슈타인의 일반상대성이론의 영역이라고 추호의 의심도 없이 믿어져온 우주의 거대 천체가 아원자 세계를 설명하는 양자역학의 방

"빅뱅(big bang) 이전에 무엇이 있었는가?“일반인들이 우주에 관해 갖는 원초적인 의문이자 천문학자와 물리학자들을 가장 곤혹스럽게 만드는 질문이다. 우주가 작은 점에서 시작되었다면, 그 점 이전엔 무엇이며 무슨 일이 있었을까? 자연스럽게 생기는 의문이다. “시간과 공간은 특이점이 폭발, 이른바 빅뱅으로부터 시작되었으니 그 이전을 말할 수 없다”고 말하면 도무지 납득이 안 된다는 표정이다. 답변하는 천문학자와 물리학자들도 답답하기는 마찬가지다.그래서 아예 “동방신기”라며 농담으로 답하는 물리학자도 있다. (인기 가수 빅뱅 이전에

 지금까지 유력한 ‘달의 기원’ 설명은 충돌설이다. 테이아(Theia)라 불리는 화성 크기의 행성이 지구와 충돌했고, 그 잔해가 지구 주위를 돌다가 뭉쳐져 달을 만들었다는 것이다.그런데 이 가설에 의하면 달의 성분은 대부분 테이아의 것이어야 한다. 하지만 아폴로가 채취해온 달의 암석들을 분석한 결과 지구의 성분과 거의 같았다. 충돌설의 가장 큰 약점이다.이 같은 충돌설을 뒤집는 새로운 달의 기원 이론이 나와 학계의 비상한 관심을 받고 있다고 영국의 과학기술 전문 매체 뉴사이언티스트(New Scientist)가 최근 보도했다.미국 하

반물질을 잡을 수 있을까? 반물질을 용기에 담을 수 있을까?잘 알다시피 반물질은 보통 물질과 만나면 빛(에너지)을 남기고 소멸해버린다. 우리 몸은 보통 물질로 이뤄져 있다. 만약 반물질을 손으로 잡는다면 반물질과 접촉한 우리 손의 일부는 폭발하면서 사라질 것이다!반물질을 어떤 용기 담으면 어떻게 될까? 용기는 당연히 물질로 만들어진다. 따라서 반물질을 담은 용기는 온전치 못하게 될 게 뻔하다. 이처럼 반물질은 다루기가 극도로 까다로운 존재다.유럽입자물리연구소(CERN)가 사상 처음으로 반물질을 포획해 운반하는 담대한 프로젝트를 시작

초신성(supernava)은 별(항성)이 폭발해 엄청나게 밝은 빛을 내는 상태를 말한다. 달리 말하면, 별의 폭발로 밝은 빛을 내는 상태를 ‘엄청나게 밝은 빛을 내는 새로운 별’이라는 뜻의 초신성이라 부른다. 초신성의 광도는 대체로 은하 전체의 밝기와 맞먹는다고 한다. 그래서 일반별이라면 보이지 않을 만큼 아주 멀리 떨어져 있어도 초신성은 포착된다.그런데 보통 초신성보다 훨씬 강력한 게 있다. 이를 초강력 슈퍼노바(초신성)라는 뜻의 하이퍼노바(hypernova), 혹은 SLSN(superluminous Supernova)이라고 부른

천체물리학의 핫이슈인 암흑물질 연구의 새로운 문이 열렸다.미국 브라운대학과 프린스턴대학의 연구팀이 암흑물질이 중력파로부터 생겨났다는 요지의 새로운 암흑물질 이론을 발표했다고 영국의 과학기술 전문 매체 뉴사이언티스트가 최근 보도했다. 연구팀의 관련 논문은 출판 전 공유 사이트(arXiv)에 게재되었다.암흑물질(dark matter)은 보이지는 않지만 분명히 존재한다고 여겨지는 물질이다. 보이지 않는 것은 빛(전자기파)과 상호작용을 하지 않기 때문. 그럼에도 존재한다고 믿는 이유는 질량을 가진 보통 물질과 중력작용을 나타내기 때문이다.

멀리 떨어진 두 입자가 즉각적으로 서로의 상태에 영향을 미친다는 ‘양자 얽힘(quantum entanglement)’은 매우 기묘한 물리 현상이다. 우리의 상식과 직관으로는 도무지 믿기 힘들 정도다. 하지만 오늘날 양자 얽힘 현상을 의심하는 물리학자는 거의 없다. 이미 매우 핫한 연구 분야가 되었다. 양자 얽힘을 이용한 양자암호와 양자통신은 실용화 연구에 들어섰을 정도이다.1982년 알랭 아스페가 처음 확인한 이래 2015년 네덜란드 로날드 헨슨 연구팀의 실험까지 양자 얽힘은 실제 존재한다는 것이 입증되었다. 그런데 이들 실험은 대

블랙홀이 오히려 빛을 방출한다는 천체물리학자 스티븐 호킹의 ‘호킹복사(Hawking radiation)’ 이론은 물리학의 새 지평을 열었다는 평가를 받았다. 블랙홀을 통해 양자역학과 일반상대성이론이 만나는 양자중력 이론의 문을 열었기 때문이다.하지만 호킹복사는 ‘정보는 새롭게 창조되거나 소실될 수 없다’는 양자역학의 기본 원리와 상충되면서 정보역설(information paradox)을 낳았다. 이것은 40여 년 동안 물리학자들의 엄청난 골칫거리로 남아 있다.최근 독일 막스플랑크연구소의 아나 알론소-세라노 박사 연구팀이 ‘숨겨진 정

물리법칙은 미래를 예견하는가? 뉴턴역학은 초기 조건만 알면 미래를 알 수 있다고 말해준다. 간단한 미분방정식인 뉴턴의 운동방정식(F=ma)이 그 비밀, 인과율 혹은 결정론적 의미를 품고 있다. 뉴턴역학을 보면 답은 당연히 ‘예스’이다.전자기학은 어떨까? 맥스웰방정식에 따르면 전기장과 자기장의 초기 상태를 정확하게 알면 미래 전자기장의 상태는 정확하게 예측된다.양자역학은? 양자역학은 명확한 결론을 내리기가 좀 까다롭다. 불확정성 원리 때문이다. 즉 현재의 상태를 정확하게 아는 데 한계가 지워지는 까닭이다. 그러나 확률적이긴 하지만 슈

유럽의 천문학자들이 구상성단 NGC 3201에서 비활성 블랙홀을 최초로 발견했다고 우주·천문학 전문 매체인 유니버스 투데이(Universe Today)가 영국왕립천문학회 월간 고지에 실린 논문을 인용해 최근 보도했다.구상성단(globular cluster)은 공 모양으로 뭉쳐 은하를 도는 수십만~수백만 개의 별 집단(성단)이다. 우리은하는 150개가량, 안드로메다은하는 500개 정도의 구상성단을 거느리고 있다고 한다. 구상성단의 특징은 늙은 별들로 구성되어 있고, 성단 내 별의 밀도가 높으며 그래서 성단 전체가 강한 중력에 의해 단

두께가 원자 크기인, 세상에서 가장 얇은 초박막 양자거울(quantum mirrors)이 개발됐다고 미국의 과학기술 전문 매체 라이브 사이언스가 물리학 학술지 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)를 인용해 보도했다.이는 양자전자공학(quantum-eletronics)의 쾌거로 물리적 가능성의 한계를 초월한 획기적인 성과라는 평가를 받는다. 초박막 양자거울은 정보를 전송하기 위해 레이저빔을 사용하는 컴퓨터칩과 특수센서에 곧바로 사용될 수 있어 이 분야 기술의 획기적인 발전을 견인할 것으로 예상된다.공교롭게도

세 가지 초고에너지 우주선은 초거대 블랙홀에 의해 생긴 가족입자우주 공간을 떠돌다 지구에 쏟아지는 수많은 우주방사선 중 초고에너지 우주선(ultrahigh-energy cosmic rays), 고에너지 뉴트리노(high-energy neutrinos), 고에너지 감마선(high-energy gamma rays) 등 세 가지 ‘우주 메신저’ 입자는 천체입자물리학의 가장 큰 신비였다.미국 메릴랜드대학과 펜실베이니아주립대학 공동연구팀이 초고에너지 우주선, 고에너지 뉴트리노, 고에너지 감마선 등 세 가지 우주선이 단일한 기원을 가진 가족

“‘허블상수 갭(Hubble Constant gap)’이 새로운 물리학을 암시한다.”미국의 존스홉킨스대 교수인 천체물리학자 아담 리스(Adam Riess)가 엊그제 영국 BBC 방송과의 인터뷰에서 한 말이다. 인터뷰 내용은 BBC 뉴스 웹사이트에 실렸다.허블상수 갭이 도대체 무엇이며, 어떤 의미이기에 새로운 물리학을 암시한다는 것일까? 문장을 그대로 해석하면 ‘허블상수 갭’이 현재 물리학으로 설명이 되지 않는다는 말이 아닌가?그냥 해본 수사적 표현이라고 치부하기에는 발언자의 무게가 너무 무겁다. 아담 리스가 누구인가? 리스는 201

미국 항공우주국(NASA)과 천문과학센터 지질조사국 연구팀이 화성의 지표면에서 불과 1m 아래 존재하는 100m 두께의 얼음층을 발견했다고 우주·천문학 전문사이트인 스페이스닷컴이 11일 보도했다.화성 지표면에서 불과 1m 아래에 존재하는 순수한 얼음층을 발견한 것은 이번이 처음이다. 이 얼음층은 눈이 쌓여 형성된 빙하로 녹이면 '깨끗한 물'이 된다. 이번 발견은 생명의 존재 여부와 화성의 기후 역사를 연구하는 귀중한 자료가 될 것으로 과학계는 기대를 모은다.연구팀의 이번 발견 논문은 이 날짜 저널 사이언스에 실렸다.화성에서 얼음의