What is the universe made of? - Dennis Wildfogel

우주는 무엇으로 만들어졌을까요? - 데니스 와일드포겔(Dennis Wildfogel)

번역: Jake Hong 검토: Min Woo Park

All the material objects around you

여러분 주변의 모든 물질들은

are composed of submicroscopic units

분자라고 불리는 매우 작은 단위체들로

we call molecules.

구성되어 있습니다.

And molecules in turn are composed

그리고 분자들은 다시 각각의

of individual atoms.

원자들로 구성됩니다.

Molecules frequently break apart

분자들은 종종 나눠져서

and then form new molecules.

새로운 분자들을 구성합니다.

On the other hand,

하지만,

virtually all the atoms you come in to contact with

여러분들 일생을 통해 접하게 되는

through the course of your life,

모든 원자들은,

the ones in the ground beneath you,

즉 여러분이 밟고 있는 땅,

the air you breath, the food you eat,

들이마시는 공기, 섭취하는 음식에도 들어있고

those that make up every living thing, including you,

여러분을 포함한 모든 생명체를 구성하고 있는 원자들은

have existed for billions of years

몇 십억 년 동안 존재해 왔습니다.

and were created in places very unlike our planet.

그리고 이들은 우리의 지구와 아주 다른 곳에서 만들어졌습니다.

How those atoms came about is what I want to share with you.

그런 원자들이 어떻게 생겨났는지에 대해 얘기해 보도록 하죠.

It all started 14 billion years ago

모든 것은 140억년 전에 시작되었습니다.

with an event we call The Big Bang,

우리가 빅뱅이라고 부르는 현상과 함께 말이죠.

which resulted in a universe consisting of gas alone.

빅뱅은 가스로만 구성된 우주를 낳습니다.

There were no stars and no planets.

별도 행성도 없었습니다.

The gas was made up only of atoms

그 가스는 가장 단순한 원소를 만드는

belonging to the simplest elements.

원자로만 이루어져 있었습니다.

It was about 75 percent hydrogen

75퍼센트의 수소와

and almost all the rest was helium.

나머지는 대부분 헬륨이었습니다.

No elements like carbon, oxygen or nitrogen existed.

탄소나 산소, 또는 질소 같은 원소들은 존재하지 않았습니다.

No iron, silver or gold.

철, 은, 또는 금도 존재하지 않았죠.

In some places, the density of this gas was slightly higher than in others.

어떤 장소에 있는 가스의 밀도는 다른 장소의 가스의 밀도보다 약간 높았습니다.

Due to gravity, those places attracted even more gas,

중력의 영향으로, 그러한 장소에서는 더 많은 가스를 끌어들였습니다.

which further strengthened the pull of gravity,

그런 결과로 중력이 가진 끌어들이는 힘이 더 강력해졌습니다.

which then drew more gas in, and so on.

그러면서 더 많은 가스가 모였고 이런 식으로 계속 진행되었습니다.

Eventually, large dense gas balls formed,

점차적으로 크고 밀도 높은 가스의 공이 형성되고

shrinking under their own gravity

그 스스로의 중력에 의해 압축됩니다.

and consequently heating up on the inside.

그리고 결과적으로 안쪽에서 열이 발생합니다.

At some point, the core of such a ball

어떤 시점에서, 그 공의 중심부가

gets hot enough that nuclear fusion occurs.

핵 융합을 일으킬 만큼 뜨거워집니다.

Hydrogen atoms smash together to form helium,

수소 원자들이 뭉쳐져 헬륨을 만들면서

accompanied by a great release of energy,

방출하는 거대한 에너지는

strong enough to counteract the shrinking force of the gravity.

축소시키는 중력의 힘을 상쇄시킬 만큼 충분히 강력합니다.

When the energy pushing out from the fusion reactions

이 융합 반응으로부터 나오는 에너지가

matches the gravity pulling all the gas inwards,

가스를 안쪽으로 끌어들이는 중력과 같게 되면,

an equilibrium occurs.

균형 상태가 생깁니다.

From this a star is born.

이렇게 해서 별이 탄생하게 됩니다.

Over its lifetime,

별의 일생 동안,

the fusion reactions in the core of a massive star

거대한 별의 중심부에서 일어나는 융합 반응이

will produce not only helium,

헬륨 뿐만 아니라

but also carbon, oxygen, nitrogen

탄소, 산소, 질소

and all the other elements in the periodic table up to iron.

그리고 주기율표에 나오는 철에 이르기까지 모든 원소를 만들어 냅니다.

But eventually, the core's fuel runs out,

그러나 결국 중심부의 연료는 떨어지게 되고

leaving it to collapse completely.

균형은 완전히 무너져버리죠.

That causes an unbelievably powerful explosion

그렇게 되면 믿기 힘들 정도의 엄청난 폭발을 일으키는데

we call a supernova.

우리는 그것을 초신성이라 부릅니다.

Now there are two things to note

여기서 두 가지 중요한 것이 있습니다.

about how supernovas create elements.

초신성들이 어떻게 원소들을 만들어 내는지에 대해서 말이죠.

First, this explosion releases so much energy

첫째, 이 폭발이 엄청난 에너지를 방출하기 때문에

that fusion goes wild

융합을 제어할 수 없는 상태에 이르게 되어

forming elements with atoms even heavier than iron

철보다 무거운, 예를 들어, 은, 금, 그리고 우라늄 같은 원소들이

like silver, gold and uranium.

원자로부터 만들어 집니다.

Second, all the elements that had been accumulating

둘째로, 별의 중심부에 축적되어 있던

in the core of the star,

모든 원소들,

like carbon, oxygen, nitrogen, iron,

예를 들어, 초신성 폭발에서 형성된 것들뿐만 아니라

as well as all of those formed in the supernova explosion,

탄소, 산소, 질소 같은 원소들이

are ejected in to interstellar space

항성간 공간으로 분출되어서

where they mix with the gas that's already there.

거기에 이미 있던 가스와 섞이게 됩니다.

History then repeats itself.

이렇게, 역사는 반복됩니다..

Gas clouds, now containing many elements

원래부터 가지고 있던 원소인 수소와 헬륨보다

besides the original hydrogen and helium,

더 많은 원소를 포함하게 된 가스 구름들은

have higher density areas

주변 지역보다 밀도가 높게 되어

that attract more matter, and so on.

더 많은 물질들을 끌어들이는 과정을 반복합니다.

As before, new stars result.

앞에서와 같은 과정에 의해 새로운 별들이 탄생합니다.

Our sun was born this way about 5 billion years ago.

우리의 태양은 이런 방식으로 50억년전에 탄생하였습니다.

That means that the gas it arose from

우리의 태양을 만들어낸 가스는

had itself been enriched with many elements

우주가 시작된 이래 초신성들의 폭발로부터

from supernova explosions since the universe began.

이미 많은 원소들로 채워져 있었던 상태였다는 뜻이죠.

So that's how the sun wound up with all the elements.

그래서 태양이 모든 원소들을 가질 수 있게 된 겁니다.

It's still mostly hydrogen at 71 percent,

여전히 대부분이 수소로써 71퍼센트를 차지하고 있으며

with most of the rest being helium at 27 percent.

나머지는 헬륨이 27퍼센트를 차지합니다.

But bear in mind

그러나 알아두셔야 할 것은

that while the first stars were made up

처음 별들은 단지 수소와 헬륨으로만

of hydrogen and helium alone,

구성되었지만

the remaining elements in the periodic table

우리 태양은 주기율표의 원소들이 나머지 2퍼센트를

make up two percent of the sun.

차지하고 있다는 것입니다.

And what about Earth?

그러면 지구는 어떨까요?

Planets form as an incidental process to star formation

행성들은 별의 형성 과정에서 사용되는

out of the same gas cloud as the star itself.

같은 가스 구름으로부터 우연히 생겨납니다.

Small planets like ours don't have enough gravity

우리의 지구와 같은 작은 행성들은 중력이 충분치 않아서

to hold on to much hydrogen or helium gas

수소나 헬륨 가스를 많이 보유할 수 없습니다.

since both of those are very light.

둘 다 아주 가볍기 때문이죠.

So, even though carbon, nitrogen, oxygen and so on

그래서, 탄소, 질소, 그리고 산소 같은 가스들이

made up only two percent of the gas cloud from which Earth was formed,

지구가 형성되는 순간에는 2퍼센트 밖에 차지하지 않지만

these heavier elements form the bulk of our planet

이 무거운 원소들이 우리 지구를 이루고 있는 많은 부분과

and everything on it.

땅 위의 모든 것을 구성합니다.

Think about this:

이렇게 생각해 보세요.

with the exception of hydrogen and some helium,

수소와 헬륨을 제외하고

the ground you walk on,

우리가 걷는 땅,

the air you breath, you,

마시는 공기, 그리고 여러분들,

everything is made of atoms

이 모든 것들이 별의 내부에서

that were created inside stars.

만들어진 원자로 구성되어 있다는 사실을 말입니다.

When scientists first worked this out

20세기 초반 50년 간

over the first half of the 20th Century,

과학자들이 처음 이 결과를 도출하게 되었을 때,

the famous astronomer Harlow Shapley commented,

저명한 천문학자인 할로우 샤플리는 이렇게 얘기했습니다.

"We are brothers of the boulders, cousins of the clouds."

"우리는 바위와 형제이며, 구름의 사촌이다."