전체 글19 최초의 별들 우주의 무거운 원소들을 창조했고, 오늘날 존재하는 은하들의 씨앗을 남긴 거대한 원시별들이 탄생했습니다. 원시별들의 필요성은 1970년대에 처음으로 인식됐습니다. 2002년 과학자들은 원시별들이 어떻게 암흑물질의 매듭 주위에 합쳐질 수 있었는지 보여주었습니다. 원시별들은 오늘날 우리가 알고 있는 우주를 탄생 시키는 데 결정적 역할을 했습니다. 원시별들의 탄생 초기 우주를 뒤덮었던 고온의 안개가 걷히면서 우주는 암흑시대라 불리는 빛이 없는 시대에 진입했습니다. 그 결과, 이전에는 정상물질들이 중력의 끌림으로 서로 뭉치는 것을 막아 줬던 복사 압력이 갑자기 사라졌다. 수소와 헬륨이 우세하고 리튬과 베릴륨 같은 더 무거운 원소들은 미량만이 존재하던 상황에서, 물질은 우주 탄생 이후 이미 형성되기 시작했던 암흑물.. 2023. 7. 16. 물질과 반물질 보통의 물질과 비슷한 성질을 가지며 전하만 반대인 입자들을 반물질이라고 합니다. 반물질은 1928년 폴 디랙이 가정했고, 1932년 처음으로 탐지됐습니다. 1967년 안드레이 사하로프는 물질이 우세한 현재의 우리 우주가 만들어지기 위해 필요한 조건들을 서술했습니다. 반물질의 소멸과 관련된 질문들은 우주론과 입자 물리학 모두에서 중요한 의미를 갖습니다. 1. 반물질이란? 반물질은 단순히 정상 물질과 반대인 전하를 가지는 기본 입자들로 구성된 물질입니다. 그러한 입자들의 존재는 1928년 영국의 이론가 폴 디랙이 처음으로 제안했습니다. 폴 디랙은 전자에 대한 양자적 기술이 전자와 동일한 성질을 가지며 음전하가 아니라 양전하를 갖는 '반전자'의 존재가 있음을 깨달았습니다. 미국의 물리학자 칼 앤더슨은 1932.. 2023. 7. 15. 급팽창 이론과 진동 이론 대폭발의 원인에 대한 질문들은 쉽게 묵살될 수 있습니다. 대폭발이 시간과 공간 그 자체를 창조했기 때문에, 그전에 무엇이 있었는지 물어보는 것은 무의미해 보이기 때문입니다. 그러나 우주론자들은 계속 이에 대해 생각했고, 결국 그중 몇몇 이론들은 검증 가능한 수준에 도달했습니다. 지난 포스팅인 대폭발 이전에 관한 글과 관련 있는 내용이니 참고하시면 좋을 것 같습니다. '대폭발 이전' 글 보러 가기 1. 급팽창 이론 무질서한 급팽창의 한 가지 부작용은 많은 거품 우주들이 초기에 죽어 버린다는 것인데, 그 이유는 그것들의 물리법칙을 지배하는 기본 상수들이 잘못 조합돼 있기 때문입니다. 우리 우주만이 상수들이 제대로 조합돼 있어서 제대로 뿌리를 내리고 번성했으며, 그 결과 우리 우주 외부의 다른 거품들의 숫자는.. 2023. 7. 14. 대폭발 이전 많은 최신 이론들이 대폭발의 원인들을 제시하거나, 더 넓은 맥락 속에서 설명합니다. 1986년 안드레이 린데는 무질서한 팽창의 개념을 제안했습니다. 유럽 우주국의 플랑크 망원경은 이 이론들을 증명하거나 반증할 수 있는 데이터들을 수집할 계획입니다. 대폭발 이전의 상태에 대해 이해함으로써 대폭발 이론의 몇몇 해결되지 않은 문제들을 해결할 수 있습니다. 1. 초기 우주의 창조 양자물리학은 가장 복잡한 대폭발 모형이라도 되돌아볼 수 있는 과거 시점에 대한 궁극적인 한계를 설명합니다. 우주가 탄생한 뒤 10^-43초가 되기 전에는 원시 불덩어리가 특이점이었는데, 이 특이점은 매우 작고 밀도가 높아서 플랑크 길이보다 더 작았습니다. 플랑크 길이는 자연의 근본적 상수로서 그보다 더 작은 규모에서는 고전 물리학의 예.. 2023. 7. 13. 대폭발 이론 대폭발 이론이란 우주의 기원과 그 안에 존재하는 물질들의 기원에 대한 가장 좋은 모형을 제공하는 이론입니다. 1931년 르메트르는 우주가 '태초의 입자'로부터 유래했다고 했고, 1948년 가모프와 앨퍼는 르메트르의 이론으로 우주화학원소를 만드는 프로세스를 증명했습니다. 대폭발 이론은 매우 작은 사건들과 현상들에 영향을 미치는 거대 규모 우주의 성질을 좌우합니다. 대폭발 이론의 기원 대폭발 이론의 기원은 벨기에의 가톨릭 신부이자 캠브리지에서 아서 에딩턴에게 그리고 하버드에서 할로 섀플리에게 우주론을 배운 물리학자인 조르주 르메트르의 공이라고 볼 수 있습니다. 일반 상대성 이론에 대한 그의 해석을 담은 1927년 논문에서 르메트르는 우주는 팽창하고 있다는 것을 예측했으나, 그의 이론 그리고 그것과 유사했던 .. 2023. 7. 12. 입자 동물원 그리고 풀리지 않은 의문점 1930~1940년대에 입자 가속기를 통한 원자의 구조에 대한 탐사가 가속화됐습니다. 원자와 다른 입자의 충돌에 의한 방출 에너지는 다른 입자로 변환되어 입자 동물원을 만들어 내게 되었습니다. 1964년 겔만이 하드론의 성질을 설명하기 위해 쿼크라는 소립자의 존재를 제안했습니다. 이론물리학자들은 여전히 아직 풀리지 않은 문제들을 해결하기 위해 노력하고 있습니다. 1. 입자 동물원에 대한 이해 1930년대와 1940년대 2차 세계대전과 원자력에 대한 경쟁 덕분에 원자의 구조에 대한 탐사가 가속화됐습니다. 이러한 탐사를 위한 가장 유용한 도구는 입자 가속기였는데, 입자 가속기는 전자기장을 이용해 원자와 다른 입자들을 극한의 속도로 가속시킨 다음 그것들을 서로 충돌시켜 거기서 방출되는 파편들을 조사하는 장치입.. 2023. 6. 11. 전자의 발견 1897년 최초의 아원자 입자인 전자가 발견되었습니다. 원자에서부터 소립자까지 기본적인 힘들을 통해 상호작용하는 것이 모든 물질들의 본질입니다. 원자, 전자 그리고 소립자 등의 물질의 구조를 이해함으로써, 우주에서 일어나는 모든 현상을 설명할 수 있습니다. 오늘은 물질의 구조를 이해하기 위해 원자 내부의 전자 발견, 그리고 양전자와 핵에 관해 포스팅해 보겠습니다. 원자 내부의 전자 발견 그리스의 철학자 데모크리토스는 기원전 4세기 무렵에 모든 물질들은 아주 작은 입자들로 구성돼 있을 것이라고 추측했지만, 이 원자들의 실체는 18세기와 19세기에 지속된 연구 결과로 명백해졌습니다. 1860년대 러시아의 화학자 드미트리 멘델레예프는 서로 다른 원소들을 그 질량과 화학적 반응성에 따라 배열한 독창적인 체계를 .. 2023. 6. 10. 별의 비밀을 알아낸 분광학 프라운호퍼-선의 발견 이후, 분광학을 통해 별의 화학적, 물리적 성질에 관해 많은 양의 정보를 알 수 있게 됐습니다. 분광학 기술 덕분에 천문학자들은 별, 행성, 은하 그리고 성운의 화학 성분을 분석할 수 있게 됐습니다. 게다가 원자는 빛과 상호작용하면서, 다른 물리적 과정들을 추적할 수 있도록 하는 흔적들을 남깁니다. 분광학 덕분에 우리는 별의 비밀을 알아낼 수 있었습니다. 분광학을 통한 흡수선과 방출선들에 대한 설명 프라운호퍼의 흡수선이 실험실에서 만들 수 있는 방출선과 일치한다는 사실의 발견은 태양 대기에 대한 화학적 분석을 위한 길을 닦았습니다. 키르히호프와 그의 동료인 로베르트 분젠은 다양한 원소들의 방출선에 대한 조사를 계속했고, 1868년 스웨덴의 물리학자 안데르스 옹스트룀은 태양의 스펙트.. 2023. 6. 8. 이전 1 2 3 다음
