Light waves, visible and invisible

빛의 파동, 보이거나, 보이지 않거나 - 루시안 왈코빅즈 (Lucianne Walkowicz)

번역: Junbum Lee 검토: Jungmin Naomi Lee

What if you could only see one color?

만약 단 한가지 색만 볼 수 있다면 어떨까요?

Imagine, for instance,

상상해봐요. 예를 들어,

that you could only see things that were red

빨간 색만 볼 수 있고

and that everything else

다른 색들은

was completely invisible to you.

완전히 안보인다면요?

As it turns out,

이건,

that's how you live your life all the time

우리가 어떻게 일상을 살아가는지 알 수 있게 해줘요.

because your eyes can only see

왜냐하면, 우리의 눈은 단지

a minuscule part of the full spectrum of light.

전체 빛의 부분 중에서 아주 일부분만 보기 때문이지요.

Different kinds of light are all around you everyday

가지각색의 빛들은 항상 우리 주위에 있지만

but are invisible to the human eye,

우리 눈으로는 볼 수가 없어요.

from the radio waves that carry your favorite songs,

우리가 좋아하는 음악을 듣게 해 주는 라디오파부터

to the x-rays doctors use to see inside of you,

의사들이 우리의 내부를 볼때 쓰는 엑스레이,

to the microwaves that heat up your food.

우리의 음식을 데우는데 쓰는 마이크로파까지 말이에요.

In order to understand

이걸 이해하기 위해서,

how these can all be light,

우리는 한 두 가지 사실을 알아야 해요.

we'll need to know a thing or two

어떻게 모든 것들이 빛으로 되는 지와,

about what light is.

빛이 대체 무엇인지 알아야 해요.

Light is electromagnetic radiation

빛은 전자기파랍니다.

that acts like both a wave and a particle.

그리고, 빛은 파동처럼, 그리고 입자처럼 행동한답니다.

Light waves are kind of like waves on the ocean.

빛은 바다의 파도와 같아서,

There are big waves and small waves,

큰 파동도 있고, 작은 파동도 있어요.

waves that crash on the shore

하나 다음에 바로 하나오는

one right after the other,

해수면에 부딛혀가는 파도처럼,

and waves that only roll in every so often.

빛들은 끝없이 오지요.

The size of a wave is called its wavelength,

파동의 길이는 파장이고,

and how often it comes by

파동이 얼마나 자주 오는지를 말할 때는

is called its frequency.

진동수라고 해요.

Imagine being a boat in that ocean,

바다 위에 떠있는 보트를 상상해봐요.

bobbing up and down as the waves go by.

파도가 지나가며 위아래로 흔들거리는 보트를요.

If the waves that day have long wavelengths,

만약, 그 날 파도가 긴 파장을 갖고 있다면,

they'll make you bob only so often,

여러분은 천천히 위아래로 흔들리겠지요?

or at a low frequency.

혹은 굉장히 낮은 진동수로요.

If the waves, instead, have short wavelengths,

만약 파도가 짧은 파장을 갖고 있다면,

they'll be close together,

그 파장들은 서로서로 가까울 것이고,

and you'll bob up and down much more often,

우리는 좀 더 자주 위 아래로,

at a high frequency.

높은 진동수로 흔들리게 될거에요.

Different kinds of light are all waves,

각각 다른 종류의 빛들은,

they just have different wavelengths and frequencies.

각기 다른 파장과 진동수를 갖고 있어요.

If you know the wavelength or frequency

만약에 우리가 빛의 파장이나

of a wave of light,

진동수를 알게되면,

you can also figure out its energy.

빛의 에너지를 알 수 있습니다.

Long wavelengths have low energies,

긴 파장의 빛은 작은 에너지를,

while short wavelengths have high energies.

짧은 파장의 빛은 큰 에너지를 갖고 있습니다.

It's easy to remember

기억하기 쉽게

if you think about being in that boat.

여러분이 흔들리는 보트에 있다고 상상해 보세요.

If you were out sailing on a day

어느 날 항해를 할 때,

with short, choppy waves,

짧고 변동이 심한 파도가 있다면,

you'd probably be pretty high energy yourself,

우리의 에너지 상태는 꽤 높아질 거에요.

running around to keep things from falling over.

무너지는 물건들을 잡기 위해 이리저리 뛰어다니면서요.

But on a long wavelength sea,

하지만 긴 파장의 바다에서는,

you'd be rolling along, relaxed,

우리는 혼자 뒹굴거리고 여유있는

low energy.

낮은 에너지의 상태에 있게 될 거에요.

The energy of light tells us

빛의 에너지는

how it will interact with matter,

우리가 빛이 어떻게 작용하는지 알게 해 줍니다.

for example, the cells of our eyes.

예를 들어, 우리의 눈(시각)세포를 보세요.

When we see, it's because the energy of light

우리가 본다는 것은,

stimulates a receptor in our eye

망막이라는 수용기를 자극하는

called the retina.

빛 에너지 때문에 가능하지요.

Our retina are only sensitive to light

망막은

with a very small range in energy,

아주 적은 빛의 범위에만 반응합니다.

and so we call that range of light visible light.

그래서, 우리는 이 범위 내의 빛을 가시광선이라고 부릅니다.

Inside our retina are special receptors

망막 내에는 특별한 수용체가 있는데요,

called rods and cones.

막대세포와 원뿔세포가 그 것입니다.

The rods measure brightness,

막대세포는 빛의 밝고 어두움을 측정해서,

so we know how much light there is.

어떤 장소에 빛이 얼마나 있는지를 알 수 있게 해요.

The cones are in charge of what color of light we see

원뿔세포는 우리가 어떤 색의 빛을 보는지를 관장해요.

because different cones are sensitive

원뿔세포는 다른 색의 빛에 민감하게 되어 있어서,

to different energies of light.

다른 빛에만 반응한답니다.

Some cones are more excited by light

어떤 원뿔세포는

that is long wavelength and low energy,

긴 파장과 낮은 에너지의 빛에 더 민감하고,

and other cones are more excited

어떤 원뿔세포는

by short wavelength, high-energy light.

짧은 파장과 높은 에너지의 빛에 더 민감합니다.

When light hits our eye,

빛이 우리의 눈에 도달할 때,

the relative amount of energy each cone measures

각각의 원뿔세포가 측정한 상대적인 에너지의 양에 따라

signals our brain to perceive colors.

뇌가 색깔을 인지하게 됩니다.

The rainbow we perceive

우리가 보는 무지개는,

is actually visible light in order of its energy.

사실 그 에너지 때문에 가시광선이지요.

At one side of the rainbow

무지개 한 쪽에는,

is low-energy light we see as red,

우리가 빨간색으로 보는 에너지가 낮은 빛이 있고,

and at the other side is high-energy light

반대쪽에는,

we see as blue.

우리가 파란색으로 보는 높은 에너지 빛이 있습니다.

If light shines on us

만약에 빛이 비취는데,

that has an energy our retina can't measure,

우리 망막이 인식할 수 없는 에너지를 갖고 있다면,

we won't be able to see it.

우리는 그 빛을 볼 수 없겠지요.

Light that is too short wavelength or high energy

너무 짧은 파동이거나 혹은 높은 에너지를 가진 빛이라면,

gets absorbed by the eye's surface

우리의 망막에 도달하기 전에

before it can even get to the retina,

눈 표면에 흡수될 것이고요,

and light that is too long wavelength

그리고 너무 긴 파장의 빛은

doesn't have enough energy

망막을 자극할

to stimulate our retina at all.

충분한 에너지를 전혀 갖지 못합니다.

The only thing that makes one kind of light

빛을 각각 다르게 만드는 유일한 것은

different from another is its wavelength.

파장의 길이입니다.

Radio waves have long wavelengths,

라디오파는 긴 파장을,

while x-rays have short wavelengths.

엑스레이는 짧은 파장을 갖고 있습니다.

And visible light, the kind you can actually see,

그리고 우리가 실제로 볼 수 있는 가시광선은

is somewhere in between.

그 사이에 있습니다.

Even though our eyes can't detect light

비록 우리 눈이

outside of the visible range,

다른 빛들을 볼 수 없더라도,

we can build special detectors

우리는 특별한 감지기가 있는데요,

that are stimulated

그 감지기들은

by these other wavelengths of light,

다른 파동들의 빛에만 반응합니다.

kind of like digital eyes.

디지털 눈 처럼요.

With these devices,

이 감지기는

we can measure the light that is there,

심지어 스스로 인지할 수는 없는

even though we can't see it ourselves.

빛이 있다는 것을 알 수 있게 합니다.

So, take a step back and think about

그러니까, 생각해 보세요.

all of this for a moment.

잠깐동안요.

Even though they seem different,

다 달라 보여도,

the warmth you feel from a crackling fire

모닥불에서 우리가 느끼는 따뜻함은

is the same as the sun shining on you

맑은 날 비치는

on a beautiful day,

햇살의 따뜻함과 같고,

the same as ultraviolet light

우리가 피하려고 선크림을 바르는

you put on sunscreen to protect yourself from,

자외선과 같아요.

the same thing as your TV,

TV와도 같고,

your radio,

라디오와도 같고,

and your microwave.

그리고 전자레인지와도 같아요.

Now, those examples are all things here on Earth,

자, 이 예들은 모두 지구상에 있습니다.

things you experience in your everyday life,

우리 일상에서 매일 느끼는 것이지요.

but here's something even more amazing.

하지만, 더 놀라운게 있습니다.

Our universe gives off the full spectrum of light, too.

우주는 모든 스펙트럼의 빛을 줍니다.

When you think of the night sky,

밤하늘을 생각하면,

you probably think of being able

아마 여러분은

to see the stars shining with your own eyes,

빛나는 별들을 떠올릴 것입니다.

but that's just visible light,

하지만, 그것들은 단지 가시광선일 뿐입니다.

which you now know is only a tiny part

전체 빛의 스펙트럼 중

of the full spectrum.

아주 일부분일 뿐이지요.

If we had to draw the universe

만약에 여러분이 가시광선만 사용해

and could only use visible light,

우주를 그리려고 한다면,

it would be like having only one crayon --

한 가지 색연필로만 색칠하는 것과 같을 거에요.

pretty sad.

꽤 슬픈일이지요.

To see the universe in its full spectrum,

우주의 전체 스펙트럼을 보기 위해서,

we need to have the right eyes,

우리는 올바른 눈을 가져야 합니다.

and that means using special telescopes

즉, 특별한 망원경을 사용해야 해요.

that can help us see beyond visible light.

이는 가시광선 그 이상을 볼 수 있게 해줍니다.

You've probably heard of the Hubble Space Telescope

허블 우주망원경에 대해 들어봤지요?

and seen its beautiful pictures

그리고 아마 가시광선과 자외선으로 찍힌

taken in visible and ultraviolet light.

사진들도 봤을 겁니다.

But you might not know

하지만, 그거 아세요?

that there are 20 space telescopes in orbit,

지구궤도에

missions that can each see part

모든 스펙트럼의 빛 중

of the full spectrum of light.

각각 부분을 보는 스무 개의 망원경이 있다는 사실을요.

With telescopes acting as our virtual eyes,

우주와 지구에서

both in space and here on Earth,

가상의 눈이 되는 망원경은

we can see some amazing things.

우리로 하여금 놀라운 것들을 볼 수 있게 합니다.

And the coolest thing of all,

그리고 가장 멋진건,

no matter the wavelength or energy,

파장길이와 에너지와 상관없이,

the light that we see out in the distant universe

머나먼 우주에서

is the same thing as the light

우리가 빛을 보는 것처럼

that we can experience and study here on Earth.

지구상에서 경험하고 배울수 있다는 것이지요.

So, since we know the physics

그래서 여러분이

of how x-ray,

어떻게 엑스레이,

ultraviolet light,

자외선이나,

or microwaves work here,

마이크로파가 작동하는지에 대한 물리학을 알면,

we can study the light of a distant star or galaxy

머나먼 별과 은하의 빛들을 연구하고

and know what kinds of things

무슨 일이

are happening there too.

은하에서 일어나고 있는지 알게됩니다.

So, as you go about your daily life,

여러분이 앞으로 일상을 살면서

think beyond what your eyes can and can't see.

볼 수 있는 것과 볼 수 없는 것, 그 이상을 상상해보세요.

Knowing just a little bit about the natural world

자연계에 대해 조금 더 아는 것은

can help you perceive the full spectrum

우리 곁에 항상 존재하는

around you all the time.

빛의 전체 스펙트럼에 대해 알 수 있게 해 준답니다.