What we can learn from galaxies far, far away - Henry Lin

저 멀리 떨어진 은하에서 배울 수 있는 것들 - 헨리 린 (Henry Lin)

번역: K Bang 검토: Sunphil Ga

Here are some images of clusters of galaxies.

이것들은 은하단들입니다.

They're exactly what they sound like.

이들은 그 이름에 꼭 들어맞는데요.

They are these huge collections of galaxies,

이는 상호 작용하는 중력에 의하여 은하계들이

bound together by their mutual gravity.

엄청난 크기로 묶여있는 상태입니다.

So most of the points that you see on the screen

화면에 보시는 점들의 대부분은

are not individual stars,

개개의 별이 아니라

but collections of stars, or galaxies.

별의 모임인 은하입니다.

Now, by showing you some of these images,

이제 여러분께서 이 영상을 보시고

I hope that you will quickly see that

은하단이 매우 아름다운 물체라는 점을

galaxy clusters are these beautiful objects,

알아차리시기를 바라지만

but more than that,

그보다

I think galaxy clusters are mysterious,

은하단에는 불가사의한 점이 있습니다.

they are surprising,

아주 놀랍죠.

and they're useful.

그리고 유용하기도 합니다.

Useful as the universe's most massive laboratories.

세상에서 가장 큰 대규모 실험실로써 유용합니다.

And as laboratories, to describe galaxy clusters

실험실이라는 용도로 은하단을 표현하는 것은

is to describe the experiments

사람들이 그걸 가지고 수행할 수 있는 실험을

that you can do with them.

설명하는 것과 같습니다.

And I think there are four major types,

네가지 중요한 것들이 있습니다.

and the first type that I want to describe

첫번째로 제가 설명드리고 싶은 것은

is probing the very big.

얼마나 큰가를 가늠하는 것입니다.

So, how big?

얼마나 클까요?

Well, here is an image of a particular galaxy cluster.

자, 이것은 특정한 은하단의 영상입니다.

It is so massive that the light passing through it

이 은하단은 너무 커서 빛이 여기를 톨과할 때

is being bent, it's being distorted

휘어지고 구부러지게 되는데

by the extreme gravity of this cluster.

이 은하단의 엄청난 중력 때문입니다.

And, in fact, if you look very carefully

사실 조금 자세히 보면

you'll be able to see rings around this cluster.

이 은하단 주변에 고리를 보실 수 있습니다.

Now, to give you a number,

숫자로 말씀드리면

this particular galaxy cluster

이 특정한 은하단은

has a mass of over one million billion suns.

태양의 10의 15제곱배 이상의 질량을 갖고 있어요.

It's just mind-boggling how massive these systems can get.

이것이 얼마나 큰가를 생각하면 정신이 나갈 정도지요.

But more than their mass,

하지만 중력뿐 만 아니라

they have this additional feature.

은하단에는 다른 특징도 있어요.

They are essentially isolated systems,

이들은 기본적으로 고립되어 있는데,

so if we like, we can think of them

원하신다면 이것을 전체 우주의 크기로

as a scaled-down version of the entire universe.

줄여놓은 것을 상상해 보실 수 있습니다.

And many of the questions that we might have

규모의 크기면에서 우주에 대한 질문 중에서

about the universe at large scales,

예를 들어, 중력이 작용하나? 와 같은

such as, how does gravity work?

많은 질문들에 대하여,

might be answered by studying these systems.

이 은하단을 연구하면 답을 찾을 수도 있습니다.

So that was very big.

어쨌든 그 크기가 엄청납니다.

The second things is very hot.

두번째로는 대단히 뜨겁습니다.

Okay, if I take an image of a galaxy cluster,

제가 은하단의 영상에서

and I subtract away all of the starlight,

별빛을 모두 제거하면

what I'm left with is this big, blue blob.

남는 것이 이런 커다란 푸른 색 부분인데요.

This is in false color.

이건 잘못된 색이에요.

It's actually X-ray light that we're seeing.

우리가 보고 있는 것은 사실 x선입니다.

And the question is, if it's not galaxies,

문제는, 이것이 은하가 아니라면

what is emitting this light?

어디서 이런 빛이 나오느냐는 겁니다.

The answer is hot gas,

그 답은 이것이 뜨거운 기체라는 겁니다.

million-degree gas --

수백만도의 기체인데 --

in fact, it's plasma.

사실 이건 프라즈마입니다.

And the reason why it's so hot

이것이 그렇게 뜨거운 이유는

goes back to the previous slide.

앞에 보신 슬라이드에 있는데요.

The extreme gravity of these systems

이 은하단의 극단적인 중력이

is accelerating particles of gas to great speeds,

기체 분자를 엄청나게 빠른 속도로 가속합니다.

and great speeds means great temperatures.

엄청나게 빠른 속도는 곧 엄청난 고온을 의미하죠.

So this is the main idea,

이것이 주요 아이디어이지만

but science is a rough draft.

과학은 개략적인 초고일 뿐이에요.

There are many basic properties about this plasma

이 프라즈마는 수 많은 기초적인 성질들을 갖고 있지만

that still confuse us,

그게 우리를 더 혼란스럽고

still puzzle us,

의아스럽게 만들어서

and still push our understanding

고온의 물리학에 대한 우리의 이해를

of the physics of the very hot.

증진시킵니다.

Third thing: probing the very small.

세번째는 극소 세계에 대한 탐구입니다.

Now, to explain this, I need to tell you

이걸 설명하려면 여러분들께

a very disturbing fact.

매우 불편한 사실을 말씀드려야 합니다.

Most of the universe's matter

우주에 존재하는 물질의 대부분은

is not made up of atoms.

원자로 이루어져 있다고 하죠.

You were lied to.

속으신 겁니다.

Most of it is made up of something very, very mysterious,

그들 대부분은 아주 아주 기이한 것으로 되어 있어요.

which we call dark matter.

흔히 암흑 물질이라고 하는 것이요.

Dark matter is something that doesn't like to interact very much,

암흑 물질은 상호 작용을 거의 하지 않는 물질이에요.

except through gravity,

중력을 톨과할 때만 예외죠.

and of course we would like to learn more about it.

물론 이 물질에 대해서 알아야 할 것이 더 많습니다.

If you're a particle physicist,

입자 물리학자라면

you want to know what happens when we smash things together.

물질을 충돌시킬 때 어떤 일이 일어나는지 알고 싶어합니다.

And dark matter is no exception.

암흑 물질도 예외가 아니죠.

Well, how do we do this?

자, 이걸 어떻게 해 볼 수 있을까요?

To answer that question,

이 문제에 답하려면

I'm going to have to ask another one,

다른 걸 한 가지 여쭤봐야 하는데요.

which is, what happens when galaxy clusters collide?

은하단이 서로 충돌하면 어떤 일이 일어날까?하는 겁니다.

Here is an image.

영상을 보시죠

Since galaxy clusters are representative

은하단은 우주 축소판을

slices of the universe, scaled-down versions.

자른 단면의 전형적인 모습을 나타냅니다.

They are mostly made up of dark matter,

은하단은 대부분 암흑 물질로 이루어져 있어요.

and that's what you see in this bluish purple.

여러분들이 보시는 이 흐린 보라빛이 바로 그겁니다.

The red represents the hot gas,

붉은 색은 고온의 기체구요.

and, of course, you can see many galaxies.

물론 수많은 은하도 보이죠.

What's happened is a particle accelerator

충돌 시에 일어나는 일은 마치

at a huge, huge scale.

엄청나게 커다란 입자 가속기와 비슷합니다.

And this is very important,

이건 매우 중요한데요.

because what it means is that very, very small

그건 실험실에서는 발경하기 매우 어려운,

effects that might be difficult to detect in the lab,

아주 아주 작은 정도의 영향이

might be compounded and compounded

쌓이고 쌓여서

into something that we could possibly observe in nature.

자연 상태에서 인지할 수 있는 어떤 것으로 되었다는 것을 의미하기 때문입니다.

So, it's very funny.

굉장히 우습죠.

The reason why galaxy clusters

은하단이 우리에게 암흑 물질에 대해서

can teach us about dark matter,

뭔가를 가르쳐 줄 수 있는 이유,

the reason why galaxy clusters

은하단이 우리에게

can teach us about the physics of the very small,

매우 작은 미소 세계의 물리에 대해서 뭔가를 가르쳐 줄 수 있는 이유는

is precisely because they are so very big.

정확하게 이것들이 매우 크기 때문입니다.

Fourth thing: the physics of the very strange.

네번째는 매우 이상한 것들의 물리에요.

Certainly what I've said so far is crazy.

제가 이제까지 말씀드린 것은 정말 말도 안되는 일이에요.

Okay, if there's anything stranger

네, 뭔가 더 이상한게 있으면

I think it has to be dark energy.

그건 분명 암흑 물질일겁니다.

If I throw a ball into the air,

제가 공중으로 공을 던지면

I expect it to go up.

위로 올라가겠죠.

What I don't expect is that it go up

하지만 전혀 예상치 못한 사실은

at an ever-increasing rate.

공이 점점 더 빠른 속도로 올라간다는 점입니다.

Similarly, cosmologists understand why

이와 유사하게 우주론자들은

the universe is expanding.

우주가 팽창하고 있다는 것을 알고 있습니다.

They don't understand why it's expanding

하지만 그것이 왜 계속해서 속도가 증가하는지는

at an ever-increasing rate.

모르고 있지요.

They give the cause of this

우주론자들은 이러한 '가속된 팽창'의 원인에

accelerated expansion a name,

이름을 붙였습니다.

and they call it dark energy.

바로 암흑 에너지라고 하는 겁니다.

And, again, we want to learn more about it.

이것 또한 우리가 더 많이 알아나가야 하는 것이에요.

So, one particular question that we have is,

우리가 가지고 있는 한 가지 특별한 의문이 있습니다.

how does dark energy affect the universe

거대 수준에서 암흑 에너지가

at the largest scales?

우주에 어떤 영향을 미치는가? 에요.

Depending on how strong it is,

암흑 에너지가 얼마나 강한가에 따라

maybe structure forms faster or slower.

어쩌면 구조가 더 빠르게 혹은 더 느리게 만들어질지도 모르죠.

Well, the problem with the large-scale structure

음, 거대 수준에서 우주의 구조와 관련한 문제는

of the universe is that it's horribly complicated.

엄청나게 복잡합니다.

Here is a computer simulation.

이게 컴퓨터로 모사한 것이에요.

And we need a way to simplify it.

우리는 이걸 단순화할 방법이 필요합니다.

Well, I like to think about this using an analogy.

저는 이걸 비유를 통해 생각하기 좋아하는데요.

If I want to understand the sinking of the Titanic,

타이타닉호의 침몰을 이해하고자 할 때

the most important thing to do

할 수 있는 가장 중요한 일이

is not to model the little positions

부서진 배의 모든 작은 조각들의 위치를

of every single little piece of the boat that broke off.

모델화해서는 안된다는 겁니다.

The most important thing to do is

제일 중요한 것은 가장 큰 두 부분을

to track the two biggest parts.

추적하는 일입니다.

Similarly, I can learn a lot about the universe

마찬가지로 저는 가장 큰 부분을 추적하는 방법으로

at the largest scales

거대 수준의 우주에 대해서

by tracking its biggest pieces

많이 알게 되었습니다.

and those biggest pieces are clusters of galaxies.

그 큰 부분이 바로 은하단입니다.

So, as I come to a close,

강연을 마칠 때에 가까왔는데요.

you might feel slightly cheated.

여러분이 속았다고 느끼실지 모르겠어요.

I mean, I began by talking about

제 말씀은 저는

how galaxy clusters are useful,

은하단이 얼마나 유용한지 말씀드리는 것으로 시작했고

and I've given some reasons,

몇 가지 이유를 설명드렸지만

but what is their use really?

그것이 정말로 유용한가라는 문제가 있죠.

Well, to answer this,

음, 그에 대한 답은

I want to give you a quote by Henry Ford

헨리 포드의 명언을 인용하는 것으로 대신하겠습니다.

when he was asked about cars.

헨리 포드가 자동차에 대해 질문을 받고

He had this to say:

이렇게 대답합니다:

"If I had asked people what they wanted,

"제가 사람들에게 무엇을 원하는지 물었다면

they would have said faster horses."

그들은 더 빠른 말이라고 대답했을 겁니다."

Today, we as a society are faced

오늘날, 우리 사회는 수많은

with many, many difficult problems.

어려운 문제에 직면해 있습니다.

And the solutions to these problems are not obvious.

이러한 문제에 대한 해결책은 분명하지 않아요.

They are not faster horses.

그 답은 빠른 말이 아닙니다.

They will require an enormous amount of

거기에는 대단히 많은 양의

scientific ingenuity.

과학적 독창성을 필요로 합니다.

So, yes, we need to focus,

네, 우리는 촛점을 맞춰야 합니다.

yes, we need to concentrate,

집중해야만 합니다.

but we also need to remember that

하지만 우리는 이런 것들을 기억해야 합니다.-

innovation, ingenuity, inspiration --

혁신, 독창성, 영감-

these things come

이런 것들은

when we broaden our field of vision

우리가 시각을 넓혀서 보고

when we step back

뒤로 한걸음 물러나

when we zoom out.

큰 그림으로 볼 때 얻을 수 있는 것들이에요.

And I can't think of a better way to do this than

저는 이런 일을 하는데 있어 우리를 둘러싸고 있는 우주를

by studying the universe around us. Thanks.

연구하는 것보다 더 좋은 방법은 없다고 생각합니다.

(Applause)

(박수)