Dark matter: How does it explain a star's speed? - Don Lincoln

암흑 물질: 그것으로 어떻게 별의 속도를 설명할까? - 돈 링컨(Don Lincoln)

Transcriber: tom carter Reviewer: Bedirhan Cinar

번역: K Bang 검토: Jungsoo Kim

Of all the spectacles mankind has viewed through a telescope,

인류가 망원경으로 본 모든 장관 가운데

there are few lovelier than a spiral galaxy.

나선형 은하보다 더 사랑스러운 것은 거의 없습니다.

Majestic whirlpools of stars, they rotate in a stately and predictable dance.

장엄한 별들의 소용돌이는 안정적이고 예측 가능한 춤을 추며 회전하고 있죠.

The fact that we see many billions of them in our telescopes

망원경을 통해 수십억 개의 그런 은하를 본다는 사실은

tells us they are both common and stable.

그런 것들이 꽤 많기도 하고 안정적이라는 것을 말해줍니다.

It is perhaps surprising that it is relatively easy to understand the inner workings of these cosmic pinwheels.

이런 우주 바람개비의 내부 작동 원리를 아는 것이 그리 어렵지 않다는 것은 꽤 놀랍지요.

By combining physical principles worked out by Sir Isaac Newton in the late 17th century,

17세기 후반 아이작 뉴튼 경이 알아낸 물리적 법칙과

with the observed amount of mass in a galaxy,

우리 은하계 내부에서 관찰된 전체 질량에 대한 정보를 종합하여

scientists can calculate the rates at which these galaxies rotate.

과학자들은 이런 은하계가 회전하는 속도를 계산해낼 수 있습니다.

Using these techniques, astronomers predict how fast stars at different distances from the center of the galaxy should move.

이런 기법을 사용하여 천문학자들은 은하계의 중심으로부터 각자 다른 거리를 가지고 떨어져 있는 별들이 얼마나 빠르게 회전하는지 예측합니다.

Stars very close to the center move slowly.

중심부에 매우 가까운 별들은 느리게 움직이죠.

That's because there is very little mass between them and the center of the galaxy to pull them along.

그건 별을 잡아당기는 은하계의 중심과 별 사이에는 질량이 거의 없기 때문이에요.

Stars a bit further away move faster,

중심으로 부터 조금 더 먼 별들은 빠르게 움직입니다.

because they are being pulled by all of the stars in between them and the center.

그것은 별들이 중앙부와 별 사이에 있는 다른 모든 별들에 의해 끌어 당겨지기 때문입니다.

As we get really far away, the stars are predicted to move slowly again.

정말 멀리 가면, 별들은 다시 느려질 것으로 예측됩니다.

Their great distance reduces gravity to a gentle tug,

광대한 거리로 인해 중력은 가볍게 잡아당기는 정도로 줄어들어

so they move leisurely in their orbits.

별들은 자신의 궤도를 느긋하게 움직입니다.

Knowing this, scientists looked at the galaxies and measured how fast stars were moving.

이런 사실을 아는 과학자들은 은하들을 보고 별들이 얼마나 빨리 움직이는지 측정해봤죠.

To their surprise, they found that while the stars closer to the center of the galaxy behaved as predicted,

은하계의 중심쪽에 가까운 별들은 예측대로 움직였지만

those further away moved far too quickly.

놀랍게도 멀리 있는 별들은 너무 빨리 움직인다는 사실이 밝혀졌습니다.

This observation was devastating to the tradtional theories of gravity and motion.

이런 관찰 결과로 중력과 운동에 관한 고전 이론에는 커다란 문제가 생겼죠.

If the stars were moving as fast as their measurement suggested,

별들이 측정한 대로 빨리 움직이고 있다면

galaxies should have torn themselves apart.

은하계는 서로 떨어져 나가야 했습니다.

It was a crisis, and astronomers and physicists scrambled to find a mistake in their calculation.

그건 위기였고, 천문학자들과 물리학자들이 자신들의 계산에서 실수를 찾아내려고 모였습니다.

Was Newton's theory of gravity wrong?

뉴튼의 중력이론이 틀렸을까요?

Was his theory of motion wrong?

아니면 운동 이론이 잘못된 걸까요?

Or was it possible that astronomers had incorrectly measured the galaxy's mass?

아니면, 천문학자들이 은하계의 질량을 잘못 측정했을 가능성은요?

All options were investigated, and all were ruled out. Except one.

모든 가능성이 검토되었고 그 모든 것들이 아니라고 판명되었죠. 단 한가지만 빼고요.

Today, scientists believe that the answer lies in a previously unknown kind of matter, called dark matter.

오늘날 과학자들은 그 답이 이제까지 알려져 있지 않던 종류의 물질, 암흑 물질이라는 것에 있다고 믿습니다.

This dark matter can be envisioned as a cloud which surrounds most galaxies.

이 암흑물질은 대부분의 은하계를 둘러싸고 있는 구름처럼 보일 수 있습니다.

This matter is very unusual. It is affected by gravity,

이 물질은 매우 독특한데요. 중력에 영향을 받습니다.

but it is invisible to visible light and all other forms of electromagnetic radiation.

하지만 이것은 가시광선이나 다른 어떤 전자기 방사선으로도 볼 수 없습니다.

The name "dark matter" originates in this form of matter's inability to emit or absorb light.

"암흑 물질"이라는 이름은 빛을 발산하거나 흡수하지 못하는 이 물질의 특성에 뿌리를 둡니다.

Dark matter adds to the gravity of the galaxy

암흑 물질은 은하계의 중력에 더해지고

and explains the orbital speed of stars far from the galactic center.

은하계 중심으로부터 멀리 떨어진 별들의 궤도 속도를 설명합니다.

Dark matter has not yet been directly observed,

암흑 물질은 아직 직접 관찰된 적이 없어요.

but scientists believe that it is likely to be real,

하지만 과학자들은 이 물질이 실제 존재한다고 믿습니다.

mostly because the other options have been ruled out.

대부분 다른 가능성이 모두 배제되었기 때문이죠.

Using dozens of approaches, astronomers and physicists continue to search for direct evidence

수십가지 방법을 써서, 천문학자들과 물리학자들은 계속해서

that would prove that the dark matter hypothesis is true.

암흑 물질에 대한 가정이 사실이라는 것을 증명할 직접적인 증거를 찾고 있습니다.

This question is one of the most important physics research questions of the 21st century.

이 질문은 21세기 물리학 연구에서 가장 중요한 물음 가운데 하나입니다.