우주의 나무인플라톤 장에서 은하까지
게임의 우주의 나무는 수십 개의 천체와 구조를 다룬다. 이 페이지는 이를 정리하고 실제인 것과 추측인 것을 구분한다.
게임의 우주의 나무에는 80가지가 넘는 천체와 구조가 담겨 있습니다. 한 번도 직접 검출된 적 없는 가상의 존재인 인플라톤 장에서부터 은하수, 태양, 심해 분출공처럼 가까운 것까지 있습니다. 규모순으로 배열되어, "가장 이른 것"에서 "가장 가까운 것"으로 자라는 나무와 같습니다. 이 글은 가장 대표적인 수십 개를 골라 다섯 부분으로 다룹니다. 가장 이른 우주, 별의 일생, 은하, 우주의 대규모 구조, 태양계입니다.
가장 이른 우주
| 항목 | 사실 하나 |
|---|---|
| 인플라톤 장 | 저장된 에너지가 인플레이션을 이끈 가상의 스칼라 장. 직접 검출된 적은 없습니다. |
| 원시 중력파 | 인플레이션이 예측하는 시공간의 잔물결로, 우주 마이크로파 배경의 편광에 특별한 무늬를 남길 것입니다. |
| 쿼크-글루온 플라스마 | 처음 몇 마이크로초의 우주 상태. 2조 도가 넘는 온도에서 쿼크와 글루온이 아직 양성자와 중성자 안에 갇히지 않았습니다. |
| 중입자 생성 | 아직 알려지지 않은 어떤 과정이 물질이 반물질보다 약 10억분의 1만큼 많게 남겼습니다. 그 작은 나머지가 오늘날 모든 것을 이룹니다. |
| 빅뱅 핵합성 | 빅뱅 약 3분에서 20분 사이에 우주는 수소, 헬륨, 약간의 리튬을 만들었습니다. 최초의 "원소 용광로"였습니다. |
| 재결합 | 우주가 약 3,000K까지 식고 전자가 원자핵에 붙잡혀 최초의 중성 원자가 생겼습니다. |
| 우주 마이크로파 배경 | 재결합 때 풀려난 빛이 그때부터 줄곧 날아왔습니다. 팽창으로 마이크로파로 늘어나 지금은 온도가 약 2.7K입니다. |
| 암흑 물질 헤일로 | 암흑 물질이 먼저 중력으로 뭉쳤고, 그 뒤 보통 가스가 이 중력 우물로 떨어졌습니다. 은하의 씨앗이었습니다. |
| 우주 재이온화 | 최초의 별과 은하가 내놓은 자외선이 퍼져 있던 중성 수소를 다시 이온화했고, 우주는 투명해졌습니다. |
여기서 핵심 발견은 다음과 같습니다. 벨 연구소의 두 연구자는 안테나의 잡음을 없앨 수 없었고, 결국 그것이 빅뱅의 잔광임을 알아냈으며, 1978년 노벨상을 받았습니다(Penzias and Wilson, The Astrophysical Journal, 1965). 배경 복사에는 10만분의 1 정도의 온도 요동이 있고, 이 작은 차이가 나중에 은하가 될 씨앗이었습니다(Smoot et al., The Astrophysical Journal Letters, 1992).
별의 일생
| 항목 | 사실 하나 |
|---|---|
| 종족 III 별 | 거의 수소와 헬륨으로만 이루어진 1세대 별. 태양의 수백 배 질량이었을 수 있고 수백만 년밖에 살지 못했습니다. |
| 원시별 | 붕괴하는 가스 구름이 만든 태아 단계의 별. 아직 수소 핵융합을 시작하지 않았고, 수축하며 중력 에너지를 풀어 빛납니다. |
| 청색 거성 | 표면 온도가 수만 도이고 태양의 최대 수십만 배 밝기를 내는 무거운 O형, B형 별. 하지만 연료는 수백만 년치뿐입니다. |
| 적색 초거성 | 무거운 별의 노년. 베텔게우스가 적색 초거성입니다. |
| 핵 붕괴 초신성 | 무거운 별의 철 핵이 붕괴했다가 튕겨 나오며 폭발합니다. 산소, 네온, 마그네슘, 규소, 황, 칼슘 같은 원소는 주로 여기서 나옵니다. |
| 적색 거성 | 태양 같은 별은 핵의 수소를 다 쓰면 적색 거성으로 부풀어 오르고, 거기서 헬륨 핵 세 개를 융합해 탄소를 만듭니다. |
| 점근 거성 가지 별 | 질량이 작은 별의 마지막 단계. 그 안에서 느린 중성자 포획 과정이 스트론튬, 바륨, 납 같은 원소를 만듭니다. |
| 백색왜성 | 태양 같은 별의 잔해로, 태양의 질량이 지구 크기의 몸에 담겨 있습니다. 수백억 년에 걸쳐 천천히 식습니다. |
| 중성자별 | 초신성이 남기는 핵으로, 지름은 겨우 20km쯤입니다. 그 물질 한 티스푼의 무게가 수십억 톤입니다. |
| 펄서 | 등대처럼 전파를 훑는, 빠르게 자전하는 중성자별. 가장 빠른 펄서는 초당 700번 넘게 돕니다. |
| 마그네타 | 가장 강하게 자화된 천체로, 자기장이 지구의 천조 배에 이릅니다. |
| 항성 질량 블랙홀 | 가장 무거운 별이 죽으면 핵이 붕괴해 블랙홀이 됩니다. 2015년 중력파로 그중 두 개를 처음으로 직접 "들었습니다". |
| Ia형 초신성 | 백색왜성의 질량이 태양 질량의 약 1.4배를 넘으면 통째로 날아가 버립니다. 태양계 철의 절반 넘게가 여기서 왔을 수 있습니다. |
| 중성자별 충돌 | 두 중성자별이 충돌해 급속 중성자 포획 과정에서 금, 백금, 우라늄 같은 무거운 원소를 만듭니다. |
| 적색왜성 | 은하수에서 가장 흔한 별로, 수명이 수조 년에 이를 수 있습니다. |
| 세페이드 변광성 | 정해진 주기로 밝기가 맥동하는 별. 주기가 길수록 더 밝습니다. 헨리에타 리빗이 1912년 이 규칙을 발견했고, 허블이 은하까지의 거리를 재는 길이 열렸습니다. |
별 연구에는 몇 개의 이정표가 있습니다. 별은 핵융합으로 빛나며, 이는 태양이 수십억 년 동안 타오를 수 있는 이유라는 수수께끼를 풀었습니다(Bethe, Physical Review, 1939). 백색왜성에는 질량 한계가 있고, 이를 넘으면 별은 반드시 계속 붕괴합니다(Chandrasekhar, The Astrophysical Journal, 1931). 대학원생 조슬린 벨은 초 단위로 정밀한 전파 신호를 알아챘고, 처음에는 농담으로 "리틀 그린 맨"이라 불렸다가 나중에 중성자별로 확인되었습니다(Hewish, Bell et al., Nature, 1968).
은하
- 왜소 은하: 별이 수억에서 수십억 개뿐이고 암흑 물질 비율이 유난히 높은 작은 은하. 큰 은하의 "구성 블록"입니다.
- 초대질량 블랙홀: 거의 모든 큰 은하의 중심에 하나씩 있으며, 질량은 태양의 수백만에서 수십억 배입니다.
- 퀘이사: 초대질량 블랙홀이 물질을 미친 듯이 삼킬 때 내는 빛. 퀘이사 하나가 은하수 전체보다 수백 배 밝을 수 있습니다.
- 은하 합병: 은하는 충돌하며 자랍니다. 합병은 대규모 별 형성을 촉발하고 나선 은하를 타원 은하로 바꿀 수 있습니다.
- 타원 은하: 큰 합병으로 만들어지고 가스를 다 쓴 은하. 새 별은 거의 태어나지 않고 늙은 붉은 별로 가득합니다.
- 나선 은하: 나선팔이 계속 새 별을 낳는 원반 은하. 큰 은하의 약 60퍼센트가 이런 종류입니다.
- 막대 나선 은하: 중심을 가로지르는 별의 "막대"가 있습니다. 은하수도 그중 하나입니다.
- 은하수: 지름 약 10만 광년에 별이 1,000억에서 4,000억 개입니다. 태양은 중심을 한 바퀴 도는 데 약 2억 3천만 년이 걸립니다.
- 궁수자리 A*: 은하수 중심의 초대질량 블랙홀로, 약 400만 태양 질량입니다. 2022년 사건 지평선 망원경이 그 영상을 공개했습니다.
- 밀도파: 나선팔은 고정된 물질의 집합이 아닙니다. 천천히 회전하는 "교통 정체"입니다.
우주의 대규모 구조
| 항목 | 사실 하나 |
|---|---|
| 국부 은하군 | 은하수, 안드로메다 은하, 작은 은하 약 80개로 이루어진 가족으로, 지름은 약 1,000만 광년입니다. |
| 은하단 | 수천 개의 은하가 모인 것으로, 그 사이에는 수천만 도의 뜨거운 가스가 있습니다. 질량의 대부분은 암흑 물질입니다. |
| 중력 렌즈 | 무거운 천체가 빛을 휘게 해, 그 뒤에 있는 은하의 상을 일그러뜨리거나 확대하거나 심지어 여러 개로 만듭니다. |
| 필라멘트 | 은하가 거대한 실 모양 구조를 따라 늘어서 있으며, 길이가 수억 광년에 이르기도 합니다. |
| 우주 거대 공동 | 지름이 1억 광년을 넘는, 은하가 거의 없는 빈 영역. 우주 부피의 대부분을 채웁니다. |
| 우주 거미줄 | 필라멘트, 벽, 매듭, 공동으로 이루어진 3차원 그물망. 가장 큰 규모에서 본 우주의 모습입니다. |
| 중입자 음향 진동 | 초기 우주의 음파가 은하 분포에 약 5억 광년이라는 특징적인 간격을 남겼습니다. 우주 팽창을 재는 자로 쓰입니다. |
| 암흑 에너지 | 약 50억 년 전 우주의 팽창은 느려지다가 빨라지는 쪽으로 바뀌었습니다. 이를 이끄는 무언가를 암흑 에너지라고 부릅니다. |
태양계
| 항목 | 사실 하나 |
|---|---|
| 칼슘-알루미늄 풍부 내포물 | 운석에서 가장 오래된 고체로, 약 45억 6,700만 년 되었습니다. 태양계 탄생의 영점으로 쓰입니다. |
| 태양 | 태양계 전체 질량의 99.86%를 차지하며, 매초 약 400만 톤의 질량을 에너지로 바꿉니다. |
| 목성 | 나머지 모든 행성을 합친 것의 두 배가 넘는 질량. 가장 먼저 생겼을 수 있고, 그 중력이 태양계 전체를 빚었습니다. |
| 소행성대 | 전체 질량이 달의 약 3%뿐입니다. 목성의 중력 때문에 끝내 행성으로 모이지 못했습니다. |
| 토성 | 평균 밀도가 물보다 낮습니다. 고리는 대부분 얼음 덩어리이고 겨우 수억 년밖에 안 되었을 수 있습니다. |
| 해왕성 | 1846년 수학으로 위치가 예측된 뒤에야 망원경으로 발견되었습니다. |
| 수성 | 태양에 가장 가까운 행성. 이곳의 하루(태양일)는 지구 시간으로 약 176일로, 1년보다 깁니다. |
| 금성 | 두꺼운 이산화탄소 대기가 폭주 온실 효과를 일으킵니다. 표면은 약 465°C로 수성보다 뜨겁습니다. |
| 화성 | 한때 강과 호수가 있었습니다. 큐리오시티가 게일 크레이터에서 고대 호수의 퇴적암을 발견했습니다. |
| 달 | 아마도 테이아가 지구에 부딪칠 때 튕겨 나간 물질로 만들어졌을 것입니다. 지구 자전축을 안정시키고 조석을 가져왔습니다. |
| 지구 자기장 | 액체 외핵에서 철이 흐르며 자기장을 만들어 태양풍을 막고 대기와 바다를 지킵니다. |
| 판 구조 운동 | 지각이 판으로 갈라져 천천히 움직이며, 탄소를 맨틀 속으로 실어 나르고 지구 기후를 장기적으로 조절합니다. |
| 심해 분출공 | 수소와 황화물이 풍부한 뜨거운 물이 해저에서 뿜어져 나옵니다. 1977년에야 발견되었고, 햇빛 없이 사는 생태계 전체가 여기 깃들어 있습니다. |
원문이 궁금하다면? 아래 제목으로 검색하세요
- Penzias and Wilson (1965): "A measurement of excess antenna temperature at 4080 Mc/s"
- Smoot et al. (1992): "Structure in the COBE differential microwave radiometer first-year maps"
- Bethe (1939): "Energy production in stars"
- Chandrasekhar (1931): "The maximum mass of ideal white dwarfs"
- Hewish, Bell et al. (1968): "Observation of a rapidly pulsating radio source"
실제 근거
인플라톤 장: 급팽창을 일으킨 에너지를 저장하고 있었다고 가정하는 스칼라 장. 직접 검출된 적은 없다.
원초 중력파: 급팽창이 예측한 시공간의 잔물결로, 우주 마이크로파 배경의 편광에 독특한 무늬를 남길 것이다. 2014년 한 팀이 검출을 발표했지만, 은하수 먼지의 간섭으로 밝혀졌다.
쿼크-글루온 플라스마: 우주 처음 몇 마이크로초의 상태. 2조 도보다 뜨거웠고, 쿼크와 글루온이 아직 양성자와 중성자 안에 갇히지 않았다.
중입자 생성: 아직 알려지지 않은 어떤 과정이 물질을 반물질보다 약 10억 분의 1만큼 더 많이 남겼다. 그 작은 나머지가 오늘날 모든 것을 이룬다.
빅뱅 원소 합성: 빅뱅 후 약 3~20분 동안 우주는 수소, 헬륨, 약간의 리튬을 만들었다. 우주 최초의 '원소 용광로'였다.
재결합: 우주가 약 3,000 K까지 식어 전자가 원자핵에 붙잡히고 첫 중성 원자가 생겼다.
우주 마이크로파 배경: 재결합 때 풀려난 빛은 오늘까지 나아오며 우주 팽창에 늘어나 약 2.7 K의 마이크로파가 되었다.
암흑 물질 헤일로: 암흑 물질이 먼저 중력으로 뭉쳤고, 이어서 보통 가스가 그 중력 우물 속으로 떨어졌다. 이것이 은하의 씨앗이었다.
우주 재이온화: 첫 별과 은하가 내뿜은 자외선이 퍼져 있던 중성 수소를 다시 이온화했고, 우주는 투명해졌다.
우주선: 초신성 잔해가 가속한 고에너지 입자. 탄소, 질소, 산소 핵을 깨뜨려 우주의 베릴륨과 대부분의 붕소를 만든다.
원시별: 붕괴하는 가스 구름이 만든 태아 상태의 별. 아직 수소 핵융합을 시작하지 않았고, 수축하며 중력 에너지를 내놓아 빛난다.
종족 III 별: 거의 수소와 헬륨으로만 이루어진 1세대 별. 태양 질량의 수백 배였을 수 있고 수명은 수백만 년에 불과했다. 아직 직접 관측된 적은 없다.
청색 거성: 표면 온도가 수만 도이고 광도가 태양의 수십만 배에 이르는 O형, B형 대질량 별이지만, 연료는 수백만 년을 태울 만큼만 있다.
적색 초거성: 대질량 별의 말년. 베텔게우스가 적색 초거성이며, 태양이 있는 자리에 놓으면 표면이 화성 궤도 너머까지 닿는다.
볼프-레이에 별: 매우 뜨거운 대질량 별로, 강력한 항성풍이 바깥의 수소를 벗겨 내 속의 헬륨과 탄소를 드러냈다.
핵 붕괴 초신성: 대질량 별의 철 핵이 붕괴하고, 되튀면서 별이 폭발한다. 산소, 네온, 마그네슘, 규소, 황, 칼슘 같은 원소는 주로 여기서 나온다.
중성자별: 초신성이 남긴 핵으로 지름이 겨우 약 20 km이며, 찻숟가락 하나 분량이 수십억 톤이다.
항성 질량 블랙홀: 가장 무거운 별들이 죽으면 핵이 붕괴해 블랙홀이 된다. 2015년 중력파 덕분에 이런 블랙홀 두 개가 병합하는 소리를 처음으로 직접 '들었다'.
적색 거성: 태양 같은 별이 중심의 수소를 다 쓰면 적색 거성으로 부풀어, 중심에서 헬륨 핵 세 개를 융합해 탄소를 만든다.
점근거성가지 별: 저질량 별의 마지막 단계. 내부에서 느린 중성자 포획 과정으로 스트론튬, 바륨, 납 같은 원소가 만들어지고, 항성풍이 이를 우주로 날려 보낸다.
펄서: 빠르게 자전하는 중성자별로, 등대처럼 전파를 휘두른다. 가장 빠른 펄서는 초당 700번 넘게 돈다.
행성상 성운: 별이 내던진 빛나는 가스 껍질로, 행성과는 아무 상관이 없다. 초기 망원경으로 보면 행성 원반처럼 보여서 붙은 이름이다.
백색 왜성: 태양 같은 별의 잔해. 크기는 지구만 하고 질량은 태양 정도이며, 수백억 년에 걸쳐 천천히 식는다.
마그네타: 자기장이 가장 강한 천체로, 지구 자기장의 1000조 배가 넘는다.
신성: 백색 왜성이 짝별에서 수소를 끌어당기면 표면에서 갑자기 핵폭발이 일어나 밝기가 1만 배 넘게 치솟지만, 백색 왜성 자체는 살아남는다.
Ia형 초신성: 백색 왜성의 질량이 약 1.4 태양 질량을 넘으면 통째로 폭발한다. 태양계 철의 절반 이상이 여기서 왔을지 모른다. 우주 팽창을 재는 '표준 촛불'이기도 하다.
중성자별 병합: 중성자별 두 개가 충돌해 빠른 중성자 포획으로 금, 백금, 우라늄 같은 무거운 원소를 만든다. 2017년 인류는 그 중력파와 빛을 처음으로 함께 관측했다.
킬로노바: 중성자별 병합이 남기는 빛나는 잔광으로, 신성보다 약 1,000배 밝고 스펙트럼에 갓 만들어진 무거운 원소가 담겨 있다.
적색 왜성: 은하수에서 가장 흔한 별로, 질량은 태양의 몇 분의 일에 불과하다. 수명이 수조 년이어서 지금 우주 나이보다 훨씬 길다.
태양형 별: 표면이 약 5,800 K이고 수명이 약 100억 년인 황색 왜성. 태양은 그중 평범한 하나다.
갈색 왜성: 수소 핵융합을 일으킬 만큼 질량이 없는 '실패한 별'로, 거대 행성과 별의 중간쯤이다.
쌍성계: 태양 같은 별의 약 절반은 짝별이 있다. 두 별 사이의 질량 이동이 신성, Ia형 초신성, X선 쌍성을 낳는다.
세페이드 변광성: 일정한 주기로 밝기가 맥동하며, 주기가 길수록 더 밝다. 1912년 리비트가 찾아낸 이 규칙으로 허블은 은하까지의 거리를 쟀다.
X선 쌍성: 밀집 천체가 짝별을 집어삼킬 때 강착 원반이 수백만 도로 달궈져 X선을 낸다. 백조자리 X-1이 처음 확인된 블랙홀 후보였다.
구상 성단: 수십만 개의 오래된 별이 공 모양으로 빽빽하게 모인 것으로, 나이가 120억 년이 넘기도 해서 은하수 구조 대부분보다 오래되었다.
왜소 은하: 별이 수억~수십억 개에 불과하고 암흑 물질 비중이 유난히 높은 작은 은하로, 큰 은하의 '구성 요소'다.
초대질량 블랙홀: 거의 모든 큰 은하의 중심에 있으며, 질량은 태양의 수백만~수십억 배다. 초기 우주에서 왜 그렇게 빨리 자랐는지는 아직 수수께끼다.
퀘이사: 초대질량 블랙홀이 미친 듯이 먹이를 삼킬 때 내는 빛. 퀘이사는 은하수 전체보다 수백 배 밝을 수 있다.
활동성 은하핵: 물질을 삼키고 있는 초대질량 블랙홀로, 제트가 은하 바깥 수십만 광년까지 뻗기도 한다.
원시 은하: 초기 우주의 젊고 가스가 풍부한 은하로, 별을 맹렬하게 만든다. 웹 망원경은 우주가 시작되고 몇억 년 만의 이들을 보았다.
은하 병합: 은하는 충돌하며 자란다. 병합은 대규모 별 탄생을 일으키고 나선 은하를 타원 은하로 바꿀 수 있다.
폭발적 별 생성 은하: 은하수의 수십~수백 배 속도로 별을 만들며, 대개 병합이나 강한 상호작용이 방아쇠가 된다.
타원 은하: 대규모 병합으로 생기며, 가스를 다 써서 새 별은 거의 만들지 않고 늙은 붉은 별로 가득하다.
불규칙 은하: 뚜렷한 모양이 없는 은하로, 대마젤란운과 소마젤란운이 그 예이며 중력 교란으로 일그러진 경우가 많다.
나선 은하: 나선팔을 따라 새 별이 끊임없이 태어나는 원반 은하로, 큰 은하의 약 60%가 이 유형이다.
막대 나선 은하: 중심을 가로지르는 별들의 '막대'가 있으며, 은하수도 그중 하나다.
은하수: 지름 약 10만 광년에 별이 1,000억~4,000억 개다. 태양은 작은 나선팔 위에 있으며 2억 3천만 년마다 중심을 한 바퀴 돈다.
궁수자리 A*: 은하수 중심의 초대질량 블랙홀로 약 400만 태양 질량이다. 사건의 지평선 망원경이 2022년 그 영상을 공개했다.
밀도파: 나선팔은 고정된 물질이 아니라 천천히 도는 '교통 체증'이며, 지나가는 별이 압축되어 새 별이 태어난다.
산개 성단: 같은 가스 구름에서 태어난 젊은 별 수백~수천 개로, 플레이아데스가 그 예이며 수억 년 안에 서서히 흩어진다.
은하군: 중력으로 묶인 수십 개의 은하로, 가장 작은 은하 집합이다.
국부 은하군: 은하수, 안드로메다은하와 약 80개의 작은 은하로 이뤄진 가족으로, 지름이 약 1,000만 광년이다.
은하단: 은하 수천 개가 모여 있고 그 사이에 수천만 도의 가스가 있으며, 질량 대부분은 암흑 물질이다.
초은하단: 은하단들로 이뤄진 더 큰 구조로 1억 광년 넘게 뻗어 있고, 완전히 중력으로 묶여 있지는 않다.
중력 렌즈: 무거운 천체는 빛을 휘게 해, 뒤에 있는 은하의 상을 일그러뜨리고 확대하고 여러 개로 늘리기까지 한다. 암흑 물질의 '무게를 재는' 데 쓸 수 있다.
필라멘트: 은하들이 수억 광년 길이의 거대한 실 모양 구조를 따라 늘어선다.
우주 거대 공동: 지름이 1억 광년이 넘고 은하가 거의 없는 텅 빈 영역으로, 우주 부피의 대부분을 차지한다.
라니아케아 초은하단: 은하수가 속한 초은하단으로 2014년에 지도가 그려졌다. 이름은 하와이어로 '헤아릴 수 없는 하늘'이라는 뜻이며 은하 약 10만 개를 품고 있다.
우주 거미줄: 필라멘트, 벽, 마디, 공동으로 이뤄진 3차원 그물망으로, 가장 큰 규모에서 본 우주의 모습이다.
중입자 음향 진동: 초기 우주의 음파는 은하 분포에 약 5억 광년의 특징적인 간격을 남겼고, 이는 우주 팽창을 재는 자가 된다.
암흑 에너지: 약 50억 년 전부터 우주 팽창이 감속에서 가속으로 바뀌었다. 이를 일으키는 것을 암흑 에너지라 하며, 우주 전체 에너지의 약 70%를 차지한다.
원시 행성계 원반: 갓 태어난 별 둘레를 도는 가스와 먼지 원반. 아타카마 대형 밀리미터 집합체는 행성이 비워 낸 원반의 고리와 틈을 촬영했다.
칼슘-알루미늄 풍부 포유물: 운석에서 가장 오래된 고체로 약 45억 6,700만 년 되었으며, 태양계의 시간 0으로 삼는다.
콘드룰: 원시 행성계 원반에서 순식간에 녹았다가 식은 작은 암석 구슬. 대부분의 운석에 들어 있다.
태양: 태양계 질량의 99.86%를 차지하며, 매초 약 400만 톤의 질량을 에너지로 바꾼다.
태양풍: 태양에서 끊임없이 흘러나오는 대전 입자의 흐름. 성간 물질을 만나기 전에 100천문단위 넘게 불어 나간다.
미행성: 먼지가 한 단계씩 쌓여 이뤄진 킬로미터 크기의 암석과 얼음 덩어리. 행성의 구성 요소다.
목성: 나머지 행성을 다 합친 것의 두 배가 넘는 질량. 아마 가장 먼저 만들어졌고, 중력이 태양계 전체의 모양을 빚었다.
소행성대: 총질량은 달의 약 3%에 불과하다. 목성의 중력 때문에 끝내 행성이 되지 못했다.
토성: 평균 밀도가 물보다 낮다. 고리는 주로 얼음덩어리이며 수억 년밖에 안 되었을 수 있다.
그랜드 택 가설: 목성이 한때 화성 궤도 부근까지 안쪽으로 이동했다가 토성이 바깥으로 '끌어당겼다'고 보는 모형이 있다. 화성이 작은 이유를 설명할 수 있다.
천왕성: 자전축이 거의 옆으로 누워 있는데, 아마 초기의 거대 충돌 때문일 것이다.
해왕성: 1846년 수학으로 위치가 먼저 예측되고, 이어 망원경으로 확인되었다.
수성: 태양에 가장 가까운 행성. 그곳의 태양일 하루는 지구 날짜로 약 176일이며, 1년보다 길다.
금성: 두꺼운 이산화탄소 대기가 폭주 온실 효과를 일으킨다. 표면은 약 465°C로 수성보다 뜨겁다.
지구: 생명이 있는 유일한 행성으로 알려져 있으며, 태양계에서 밀도가 가장 큰 행성이다.
화성: 한때 강과 호수가 있었다. 큐리오시티가 게일 크레이터에서 옛 호수의 퇴적암을 찾았다.
세레스: 소행성대에서 가장 큰 천체. 돈이 크레이터 안에서 밝은 소금 퇴적물을 발견했다.
달: 테이아가 지구에 부딪혔을 때 튀어 나간 물질로 만들어졌을 것이다. 지구의 자전축을 안정시키고 조석을 일으킨다.
지구 자기장: 액체 외핵에서 흐르는 철이 자기장을 만들어 태양풍을 막고 대기와 바다를 지킨다.
원시 대기: 초기 대기는 대부분 이산화탄소, 질소, 수증기였고 산소는 거의 없었다.
카이퍼 벨트: 해왕성 궤도 바깥의 얼음 천체 띠. 2019년 뉴 호라이즌스가 그중 하나인 아로코스 곁을 지나갔다.
니스 모형: 거대 행성의 궤도는 한때 불안정하게 재배치되어 많은 작은 천체를 태양계 안쪽으로 던졌고, 후기 대폭격을 일으켰을 수 있다.
명왕성: 2006년 왜행성으로 재분류되었다. 뉴 호라이즌스는 '하트 모양' 지역이 질소 얼음 평원임을 발견했다.
오르트 구름: 태양계를 둘러싼 구형의 얼음 천체 구름으로, 1광년 너머까지 뻗어 있을 수 있다. 장주기 혜성이 여기서 온다.
혜성: '더러운 눈덩이'. 로제타는 67P 혜성에서 글리신과 인을 검출했다.
판 구조론: 지각이 천천히 움직이는 판으로 쪼개져 있어 탄소를 맨틀로 순환시키며 오랜 기간 지구 기후를 조절한다.
심해 분출구: 수소와 황화물이 풍부한 뜨거운 물이 해저에서 뿜어 나온다. 1977년에야 발견되었고, 햇빛 없이 사는 생태계 전체가 여기에 있다.
관련 연구
이 연구들은 이 주제와 관련은 있지만 이 페이지의 직접적인 증거는 아니에요.
αβγ 논문: 알퍼와 가모는 빅뱅에서 가벼운 원소가 어떻게 만들어졌는지 계산했고, 베테의 이름이 더해져 'αβγ'가 되었다.
출처:Alpher, Bethe & Gamow, Physical Review 1948, "The origin of chemical elements"
우주 마이크로파 배경: 벨 연구소의 두 연구자는 안테나의 잡음을 도저히 없앨 수 없었고, 마침내 그것이 빅뱅의 잔광임을 깨달았다. 이들은 1978년 노벨상을 받았다.
출처:Penzias & Wilson, The Astrophysical Journal 1965, "A measurement of excess antenna temperature at 4080 Mc/s"
잔광을 설명하다: 프린스턴 팀은 이 복사를 찾으려고 준비하던 중 옆 연구소에 선수를 빼앗겼고, 이론적 설명을 정리해 내놓았다.
출처:Dicke, Peebles, Roll & Wilkinson, The Astrophysical Journal 1965, "Cosmic black-body radiation"
완벽한 흑체: COBE가 측정한 스펙트럼은 이론상 흑체 곡선과 거의 완벽하게 맞아, 빅뱅 이론에 결정적인 지지를 보냈다.
출처:Mather et al., The Astrophysical Journal Letters 1990, "A preliminary measurement of the cosmic microwave background spectrum by the Cosmic Background Explorer (COBE) satellite"
잔광 속의 잔물결: 배경 복사에는 10만분의 1 수준의 온도 잔물결이 있다. 이 미세한 차이가 은하의 씨앗이 되었다.
출처:Smoot et al., The Astrophysical Journal Letters 1992, "Structure in the COBE differential microwave radiometer first-year maps"
중입자 음향 진동: 초기 우주의 음파는 은하 분포에 약 5억 광년이라는 특징적 규모를 남겼고, 이것이 우주를 재는 자가 되었다.
출처:Eisenstein et al., The Astrophysical Journal 2005, "Detection of the baryon acoustic peak in the large-scale correlation function of SDSS luminous red galaxies"
21 cm 선: 중성 수소가 내는 21 cm 전파를 처음 검출하면서, 인류는 평소 보이지 않던 은하수 속 가스를 '볼' 수 있게 되었다.
출처:Ewen & Purcell, Nature 1951, "Observation of a line in the galactic radio spectrum"
우주 새벽의 신호: EDGES 실험은 첫 별들이 남긴 21 cm 흡수 신호를 보고했지만, 결과는 아직 논쟁 중이며 독립적인 검증을 기다리고 있다.
출처:Bowman et al., Nature 2018, "An absorption profile centred at 78 megahertz in the sky-averaged spectrum"
원자핵: 알파 입자가 금박에서 가끔 되튀어 나오자, 러더퍼드는 원자의 질량이 아주 작은 핵에 몰려 있다고 결론 내렸다.
출처:Rutherford, Philosophical Magazine 1911, "The scattering of α and β particles by matter and the structure of the atom"
별을 움직이는 힘: 베테는 별이 핵융합으로 빛난다는 것을 계산해, 태양이 수십억 년 동안 어떻게 타오를 수 있는지의 수수께끼를 풀었다.
출처:Bethe, Physical Review 1939, "Energy production in stars"
보이지 않는 질량: 안드로메다은하의 바깥쪽이 너무 빨리 돌고 있어서, 눈에 보이지 않는 물질이 중력을 크게 보태고 있어야 했다. 암흑 물질은 더 이상 추측만이 아니었다.
출처:Rubin & Ford, The Astrophysical Journal 1970, "Rotation of the Andromeda Nebula from a spectroscopic survey of emission regions"
암흑 물질 최초의 제안: 츠비키는 머리털자리 은하단의 은하들이 너무 빨리 움직인다는 것을 알아내고 '암흑 물질'이 있다고 제안했다. 이 생각은 수십 년간 무시당했다.
출처:Zwicky, Helvetica Physica Acta 1933, "Die Rotverschiebung von extragalaktischen Nebeln"
총알 은하단: 두 은하단이 충돌한 뒤 가스는 가운데 남았지만 중력의 중심은 양쪽으로 갈라졌다. 암흑 물질이 밖으로 '튕겨 나간' 것이다.
출처:Clowe et al., The Astrophysical Journal Letters 2006, "A direct empirical proof of the existence of dark matter"
블랙홀의 그림자: 전 세계 전파 망원경이 지구만 한 '가상 망원경'을 이뤄 M87 중심 블랙홀의 그림자를 촬영했다.
출처:Event Horizon Telescope Collaboration, The Astrophysical Journal Letters 2019, "First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The shadow of the supermassive black hole"
중력파: 블랙홀 두 개가 13억 년 전에 합쳐졌고, 시공간의 잔물결을 마침내 인류가 들었다. 한 세기 전 아인슈타인의 예측이 확인되었다.
출처:Abbott et al. (LIGO & Virgo), Physical Review Letters 2016, "Observation of gravitational waves from a binary black hole merger"
찬드라세카르 한계: 백색 왜성에는 최대 질량이 있어 약 1.4 태양 질량이다. 이를 넘으면 별은 계속 붕괴할 수밖에 없다.
출처:Chandrasekhar, The Astrophysical Journal 1931, "The maximum mass of ideal white dwarfs"
초기 우주의 거대 블랙홀: 우주 나이가 7억 년이 안 됐을 때 이미 태양 질량 8억 배의 블랙홀이 있었다. 어떻게 그렇게 빨리 자랐을까? 아직 수수께끼다.
출처:Bañados et al., Nature 2018, "An 800-million-solar-mass black hole in a significantly neutral Universe at a redshift of 7.5"
은하 중심: 은하 중심 부근의 별을 10년 넘게 추적해, 태양 질량 약 400만 배의 블랙홀이 숨어 있음을 증명했다. 2020년 노벨상.
출처:Ghez et al., The Astrophysical Journal 2008, "Measuring distance and properties of the Milky Way's central supermassive black hole with stellar orbits"
B²FH: 이 100쪽짜리 논문은 별이 주기율표의 원소를 어떻게 하나씩 만들어 내는지 설명했다. 우리는 모두 별먼지라는 생각이 여기서 시작된다.
출처:Burbidge, Burbidge, Fowler & Hoyle, Reviews of Modern Physics 1957, "Synthesis of the elements in stars"
호일의 예측: 별이 탄소를 충분히 만들려면 탄소-12에 특별한 에너지 준위가 있어야 한다고 호일은 예측했고, 실험이 이를 확인했다.
출처:Hoyle, The Astrophysical Journal Supplement 1954, "On nuclear reactions occurring in very hot stars. I. The synthesis of elements from carbon to nickel"
킬로노바: 같은 우주 사건을 처음으로 '듣고' 동시에 '본' 경우였다. 중성자별 두 개의 병합이다.
출처:Abbott et al., Physical Review Letters 2017, "GW170817: Observation of gravitational waves from a binary neutron star inspiral"
금은 어디서 오는가: 중성자별 병합이 내던지는 물질에는 무거운 원소가 많이 들어 있다. 당신 반지의 금도 아마 그런 충돌에서 왔을 것이다.
출처:Kasen et al., Nature 2017, "Origin of the heavy elements in binary neutron-star mergers from a gravitational-wave event"
펄서: 대학원생 조슬린 벨은 1초 단위로 정확한 전파 신호를 알아챘다. 처음엔 농담 삼아 '꼬마 녹색 인간'이라 불렀지만, 알고 보니 중성자별이었다.
출처:Hewish, Bell et al., Nature 1968, "Observation of a rapidly pulsating radio source"
적색편이 14의 은하: 웹 망원경은 우주가 시작되고 약 3억 년 뒤에 이미 존재하던 밝은 은하들을 확인했는데, 예상보다 훨씬 이른 시기다.
출처:Carniani et al., Nature 2024, "Spectroscopic confirmation of two luminous galaxies at a redshift of 14"
허블 딥 필드: 허블은 '텅 빈' 하늘의 작은 한 조각을 열흘 동안 노출해 바라보았고, 은하 약 3천 개를 담아냈다.
출처:Williams et al., The Astronomical Journal 1996, "The Hubble Deep Field: Observations, data reduction, and galaxy photometry"
가이아 별 지도: 가이아 위성은 10억 개가 넘는 별의 위치와 움직임을 측정해, 가장 정밀한 은하수 3차원 지도를 만들었다.
출처:Gaia Collaboration, Astronomy & Astrophysics 2018, "Gaia Data Release 2. Summary of the contents and survey properties"
차가운 암흑 물질: 암흑 물질이 '차갑고' 느리게 움직인다면 은하는 아래에서 위로 차근차근 모이게 되며, 이는 관측과 맞는다.
출처:Blumenthal, Faber, Primack & Rees, Nature 1984, "Formation of galaxies and large-scale structure with cold dark matter"
암흑 물질 헤일로의 모양: 컴퓨터 시뮬레이션에 따르면 왜소 은하부터 은하단까지 차가운 암흑 물질 헤일로는 모두 같은 밀도 분포를 따른다. 이 분포는 나중에 세 저자의 이름을 따서 불리게 되었다.
출처:Navarro, Frenk & White, The Astrophysical Journal 1996, "The structure of cold dark matter halos"
우주의 레시피: 플랑크 위성이 우주 마이크로파 배경의 미세한 요동을 측정했다. 보통 물질은 우주 전체 에너지의 약 5%, 암흑 물질은 약 27%, 나머지는 암흑 에너지다.
출처:Planck Collaboration, Astronomy & Astrophysics 2020, "Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters"
관련 오픈 소스 프로젝트
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스웨덴 린셰핑 대학교와 미국 자연사 박물관이 개발한 천문 시각화 소프트웨어. 알려진 우주 전체를 그리는 것이 목표예요.