How the James Webb Space Telescope Will Unfold the Universe | John C. Mather | TED

번역: Eugene Chung 검토: JY Kang

When I was six,

제 나이 여섯 살 때

my father told me that I was made out of tiny cells filled with chromosomes

아버지는 제 몸이 염색체로 가득한 아주 작은 세포로 이뤄졌으며

that would control my fate.

그게 제 운명을 좌우한다 했어요.

I thought, "That's amazing.

그건 정말 놀라운 얘기였고

There are so many mysterious things in there, and I want to know more.”

우리 몸속에서 일어나는 신비한 일에 대해 더 알고 싶었죠.

I read about Galileo and Darwin, and I became a scientist.

그렇게 갈릴레오와 다윈의 책을 읽고 저는 과학자가 됐습니다.

At that time, hardly anything was known.

그때만 해도 알려진 게 많지 않아서

We did not yet know that the chemical elements came from exploded stars,

별들이 폭발하며 화학 원소가 생겼다는 사실도 몰랐으며

that everything you see around you was recycled from inside of stars.

우리 주변 모든 것이 별 안에서 생성되고 재활용됐단 것도

So we did not know we are recycled stars.

즉, 우리 모두가 별에서 왔다는 걸 몰랐죠.

But we set off to measure the Big Bang,

하지만 우리는 빅뱅 관측에 나섰고

and we measured the map of the cosmic microwave background radiation,

우주 배경 복사라는 우주의 지도를 측정했습니다.

using millimeter waves

밀리파를 이용해 하늘 전체를 이런 타원 형태로 측정했고,

and it's the entire sky wrapped around on to an oval

so you can see it.

We see that there are hot and cold spots in this Big Bang material.

빅뱅에는 차가운 점과 뜨거운 점이 있다는 걸 알게 됐어요.

Now we say, well, that’s because those were there in very, very beginning,

그것은 우주 탄생 순간인 태초의 순간부터 존재한 것으로 보이며

who knows exactly why,

정확한 이유는 모르지만

but they led to the existence of galaxies, stars, planets and, eventually, people.

그로 인해 은하와 별, 행성 그리고 인간이 탄생하게 된 거죠.

No spots, no people.

즉, 점 없이는 인간도 없는 거예요.

So it turned out to be important.

아주 중요한 발견이었죠.

So then how did that work?

이 모든 게 어떻게 일어났는지

What happened next?

다음은 무엇인지 궁금해서

Well, we said let's take pictures.

사진을 찍기로 했어요.

So, of course, we take pictures of the sky with the Hubble Space Telescope.

그렇게 허블 우주 망원경으로 하늘을 촬영하기 시작했습니다.

This picture was taken around 1995,

이 사진은 1995년쯤에 찍은 것인데

and it shows galaxies far, far, far away.

아주 멀리 있는 은하들도 찍혀 있죠.

It shows what you can get

이런 사진들은

with the telescope that's about eight feet in diameter

렌즈 구경이 2.4m에 달하는 망원경으로

and can observe visible light.

가시광선을 촬영한 모습입니다.

So we were thrilled to have this picture.

이 사진은 과학자들을 흥분시켰죠.

And it shows thousands of galaxies.

우리는 수천 개의 은하를 촬영했어요.

They were unable to include the most distant galaxies,

하지만 아주 멀리 있는 은하까진 볼 수 없었습니다.

the ones that would be as they were being born,

그러니까 막 생겨나기 시작한 아기 은하는

so there are no baby pictures of galaxies in this picture.

이 사진에 담을 수 없었던 거죠.

We needed to have an even bigger and more powerful telescope

우리는 더 뛰어난 성능을 가진 망원경이 필요했습니다.

that could pick up the infrared light from the most distant universe

가장 먼 우주의 적외선까지 감지해서

that has been stretched out by the expansion of the universe.

계속해서 팽창하는 우주의 끝까지 보고 싶었죠.

So we didn't know what we would find.

무엇을 발견할진 몰랐지만

So astronomers wrote a book and they said,

천문학자들은 그들의 책을 통해

"Please build us an even more powerful telescope."

더 성능이 뛰어난 망원경의 필요성을 호소했고

And we did.

그렇게 제작하게 됐죠.

This is the James Webb Space Telescope, you see a gigantic mirror,

이것은 제임스 웹 우주 망원경입니다.

커다란 반사경이 달려 있죠.

it's hexagonal, it's coated with gold so it reflects infrared light.

순금을 입힌 육각형의 반사경이 적외선을 반사시킵니다.

It is 21 feet across.

직경 6.5m인 이 반사경을

It is protected by a five-layer metalized plastic sunshade

다섯 겹으로 된 강화 플라스틱 차광막이 보호하고 있는데요.

as large as a tennis court.

크기가 테니스 경기장만 하죠.

This telescope is so large that it could not fit into the rocket

망원경이 너무 커서 우주선에 실을 수가 없어서

without being folded up like origami.

종이접기처럼 접어서 실었어요.

It's an incredible engineering accomplishment

공학적인 측면에서 봤을 때

to be able to even conceive and build this telescope.

이와 같은 망원경을 고안해 내는 것도 대단한 일인데

So we built it.

제작에 성공한 거죠.

And then we've launched it.

발사에도 성공했고요.

It went up into space from French Guiana on Christmas morning, 2021.

2021년 크리스마스 날 아침 프랑스령 기아나에서 발사했는데

It was a perfect launch.

아주 순조롭게 진행됐어요.

The Arianespace company sent it straight to where we needed to go.

아리안스페이스 사의 주관 하에 원하던 위치에 잘 도달했고

So we think we can have 20 years of operational scientific observations

앞으로 20년 정도 기능하며 관측하는 결과물로

with this great new telescope.

과학에 큰 기여를 할 거예요.

And it took only two minutes to go through the tropical clouds up

열대 구름층을 뚫고 나가는 데 2분밖에 걸리지 않았고

towards the vacuum of outer space.

그길로 진공의 우주로 향했어요.

Now I want to show you how it unfolded in outer space,

우주에 도착한 후 펼치는 모습인데요

this origami telescope.

마치 종이접기 같죠.

First we unfolded the solar panels.

가장 먼저 태양전지판을 펼치고

Then we unfold the transmitter antenna

전송 안테나를 펴서

so we can talk back and forth.

교신을 가능하게 하고

Then we unfold the panels that hold the great sunshade in place.

그다음으로 차광막을 펼쳤습니다.

This takes us actually two weeks in real life.

이 과정이 실제로는 2주가 걸리지만

You see it compressed here so we can show it to you.

이건 보기 쉽게 압축한 거예요.

This is just a miracle of modern engineering, and it’s so complicated.

이 모든 건 매우 복잡한 일로 현대 공학이 낳은 기적과 같습니다.

And you'd say, is there any way you could have done this

이렇게 거대한 망원경 말고 다른 방법은 없을까 묻기도 하지만

without this great telescope?

And the answer seems to be no.

간단하게 말해서 없습니다.

You need a big telescope.

거대한 망원경이어야 하고

It needs to be in outer space.

우주에서 촬영해야 하죠.

It needs to be cold, so it doesn’t glow and emit its own infrared.

스스로 빛이나 적외선을 내지 않도록 낮은 온도여야 하고요.

And third is, being very carefully unrolled all by commands from here.

지구에서 보내는 신호에 따라 조심스레 펼쳐지는 모습이에요.

So you ask, how could you possibly make such a complicated thing work?

이렇게 복잡한 걸 어떻게 작동시키는지 묻는다면

Well, number one, practice, practice, practice,

첫째로 연습, 연습 그리고 또 연습이죠.

rehearse and test, fix it when it's not quite right.

시범으로 작동해서 잘못된 점을 고치고

And then, of course, have two of everything, if you possibly can.

가능한 한 모든 건 두 개씩 준비하며

And third, have arguments with all of your friends to say,

제대로 하고 있는 건지 동료들과 끊임없이 질문하는 거예요.

is this really right?

Can you think of anything that's a mistake that we might be making

실수한 건 없는지 발사하기 전에 수정할 건 없는지

that we should fix before we launch it?

서로에게 계속 확인하죠.

So the last step is finally to unfold the telescope itself.

마지막으로 반사경을 펼치는 작업인데요

And there it is in outer space,

우주에 도착하긴 했지만

not quite ready to use because it's still warm and has not yet been focused.

아직 따뜻하고 초점을 맞추지 않아서 바로 사용할 순 없습니다.

So we had to wait for several weeks for it to start to cool down

적정 온도까지 내려가는 데 수주가 걸리죠.

to a low enough temperature that we could do the next steps.

충분히 차가워져야 다음 단계로 넘어갑니다.

We send it to a place called Lagrange Point 2,

제임스 웹 망원경은 제2 라그랑주점에 위치합니다.

이는 태양과 지구 거리보다 약 160만km 정도 더 떨어진 곳으로

about a million miles farther out from the Sun than we are.

This is a place that moves around the Sun with us every year,

태양 주변을 지구와 함께 매년 공전하기 때문에

so the telescope does not get any farther away.

망원경이 더 멀리 이동하진 않아요.

It is the only place that we can put a telescope where this is the setup,

이 지점은 그와 같은 조건을 갖춘 유일한 지점으로

and you can have the one-sided umbrella that protects the telescope

망원경의 한 쪽을 차단막으로 가리는 형태로

from the Sun and the Earth and the Moon.

태양과 지구, 달로부터 보호하죠.

So the next thing is, what did we see?

그렇다면 과연 무엇을 관측할까요.

We focused the telescope and took some pictures

초점을 맞추고 촬영을 시작했는데

of the same star we looked at with the Webb.

전에 이미 촬영했던 같은 별부터 봤습니다.

So the fuzzy picture is the Spitzer Space Telescope launched in 2003.

뿌연 사진은 2003년 스피처 우주 망원경이 찍은 것이고

The sharp picture is the new Webb telescope.

선명한 사진은 같은 별을 제임스 웹 망원경으로 찍은 거예요.

We were so thrilled that it worked.

성공적인 결과에 정말 기뻤습니다.

We got a nice, sharp image of the star,

선명하게 촬영할 수 있다는 건

and we can calculate now the sensitivity of this object,

관측 대상을 섬세하게 계산할 수 있단 거죠.

that if you were a bumblebee,

만일 여러분이 꿀벌 크기라면

a square centimeter object hovering at the distance

즉, 1제곱 센티미터 크기의 물체로

of the Moon from the Earth, away from the telescope,

지구와 달 사이의 거리만큼 망원경에서 떨어져 있다 해도

we would be able to see you,

관측이 가능하단 거죠.

both the sunlight you reflect and the heat you emit.

여러분의 몸에서 반사되는 빛과 몸이 내는 열 모두를요.

So there are no bumblebees in space,

우주에는 꿀벌은 없지만

but there's something out there that we don't know.

우리가 모르는 무언가가 있을 거고

And I'm so sure that we're going to get a great surprise from this telescope.

앞으로 이 망원경을 통해 놀라운 발견을 할 거라 믿습니다.

So I'll show you what we look at.

이제 무엇을 관찰하는지 말씀드리죠.

Here is an example of a place where stars are being born as we speak.

이곳은 지금 이 순간에도 새로운 별이 탄생하는 장소입니다.

Now we know, more or less, that stars explode and produce dust,

이제 우리는 별이 폭발하며 우주 먼지를 만든다는 걸 알죠.

which goes and is recycled into new stars.

그게 재활용되어 새로운 별이 된다는 것도요.

This is a place where the recycling is happening.

이게 그 재활용의 현장입니다.

Stars are being born in this beautiful cloud of glowing gas and dust.

이 아름다운 기체와 먼지 속에서 새로운 별들이 탄생하죠.

On the left-hand side shows you what we see with visible light

좌측 사진은 가시광선을 촬영한 것으로

with the Hubble Space Telescope.

허블 우주 망원경으로 촬영했고

The right-hand side shows you that you can begin to see through the dust

우측 사진은 우주 먼지를 뚫고 찍은 것으로

with an infrared camera that we also have on the Hubble telescope.

허블 망원경에 장착된 적외선 카메라로 촬영한 것입니다.

It's beautiful.

참 아름답죠.

Astronomers want to see inside and we will

천문학자들은 제임스 웹 망원경으로 더 자세히 볼 수 있게 될 겁니다.

with the Webb telescope.

We can look at everything in the solar system from Mars on out.

화성 너머 태양계의 모든 걸 관측할 수도 있습니다.

So this is a pretty interesting one,

이것도 흥미로운 사진인데요.

everybody knows Mars might be alive.

화성에 생명체가 있을지도 모른다는 건 누구나 알지만 유로파는 어떨까요?

What about Europa?

Europa is a satellite of Jupiter.

유로파는 목성의 위성인데

It has a liquid ocean covered with ice.

액체 바다를 얼음이 덮고 있습니다.

We know because we sent a probe out there named after Galileo himself,

목성 탐사선 갈릴레오가 그 사실을 확인했고

and we saw this and took this picture.

당시 이 사진을 촬영했죠.

Now we know that there is water coming out from the cracks

갈라진 틈 사이로 물이 흘러나온다는 사실이 확인됐고

between the ice blocks

and once in a while, they can be watched from here.

그 현상은 종종 지구에서도 관측됩니다.

And we are planning to send a probe to fly through the water jets

우리는 탐사선을 보내 물이 분출하는 곳을 지나게 해서

and see if there might be any organic molecules in them.

유기물이 존재하는지 확인할 예정이에요.

Is it alive? Well, maybe.

생명체가 있을 수도 있죠.

We'll be watching this satellite with the Webb telescope as well.

제임스 웹 망원경으로 이런 위성들을 지켜보게 될 겁니다.

Farther on out in the solar system, we've been watching Titan.

더 멀리는 타이탄도 관측 중인데요.

Titan is the only moon in the solar system that has oceans and lakes

타이탄은 태양계 위성 중 유일하게 바다와 호수가 있고

and rain and rivers and an atmosphere on the surface.

강이 흐르고 비가 내리며 표면에 대기층을 갖고 있습니다.

It is so cold, though,

그런데 온도가 너무 낮아서

that its liquid hydrocarbons, methane and ethane,

메탄, 에탄, 탄화수소 등이 액화 상태로 존재해요.

that you would use for fuel here on Earth.

지구에선 연료로 쓰이는 것들이죠.

So we'll be examining this with the Webb telescope

우리는 그곳을 제임스 웹 망원경으로 지켜보면서

and we'll be sending a probe out there

탐사선을 보낼 예정이고

to land with even a helicopter to go exploring.

헬리콥터를 착륙시켜 탐사하려고 생각 중입니다.

So is this a place that's interesting for life?

생명체 연구에 흥미로운 곳일까요?

Possibly.

아마도요.

People ask me all the time,

많은 사람들이 제게 물어요.

are we sure that the kind we have here is the only kind?

지구상 생명체가 유일하냐고 말이죠.

Well, maybe not.

아닐지도 모릅니다.

And if not, this is a good place to look because it's different,

그렇다면 타이탄이 탐사하기에 적합한 장소죠.

but it still has solids, liquids and gases,

고체, 액체, 기체가 모두 존재하고

and it has a liquid hydrocarbon, which might be a possible solvent.

용매가 될 수 있는 액화 탄화수소가 있으니까요.

We'll see.

두고 봐야죠.

Next thing we want to look at is,

그 외에 또 지켜볼 것은

are there planets around other stars that might have life?

다른 별 주변에도 생명체를 가진 행성이 있을까 하는 거예요.

So we will be looking in this way

우리가 찾으려고 하는 건

at small stars that have Earth-sized planets.

지구 크기 정도의 행성을 가진 작은 별입니다.

When a planet goes in front of the star, it can block some starlight,

행성이 별 앞을 지나가며 별을 가리게 되면

some of the starlight goes through the atmosphere of the planet,

별의 빛이 행성의 대기층을 통과하면서

if it has one,

and on its way to our telescope,

망원경에 포착되게 됩니다.

and we can analyze that

우리는 그걸 분석해서 대기층의 화학 구성을 볼 수 있죠.

and look for the chemistry of such an atmosphere.

So, number one, does a little Earth-like planet out there

따라서 첫째로 지구와 비슷한 대기층을 가진 행성의 존재하는지,

have an atmosphere?

Number two, does it have any molecules in the atmosphere?

둘째로 대기층에 어떤 화학 분자가 존재하는지,

And number three, could they be water?

그리고 셋째로 물이 존재하는지,

Is there enough water out there so that there could be a liquid ocean?

충분한 양의 물이 존재하여 액체 바다가 있는지 알아야 합니다.

Well, maybe.

있을지도 모르죠.

We will find out and we'll tell you.

발견하면 알려 드릴게요.

So are we alone?

우주에 우리만 있을까요?

Well, I don't know.

그건 저도 몰라요.

But we'll be going on after this project

하지만 우린 여기서 멈추지 않고

to even more powerful telescopes

더욱 강력한 망원경을 개발하여

that can examine little Earths around stars like the Sun.

태양과 비슷한 별 주변을 도는 지구와 같은 행성을 찾을 겁니다.

And then we'll be able to say, "Really, really, are they like home?"

그리고 그곳이 정말로 지구와 같은지 봐야겠죠.

And maybe yes.

그럴지도 모르죠.

We will be telling you all about what we find out,

우리는 발견하는 모든 것을 여러분께 공개할 겁니다.

beginning with our first scientific observations this summer.

올여름 첫 과학적 관측 결과를 시작으로 말이죠.

So please stay tuned.

계속 지켜봐 주세요.

Astronomers travel with the speed of light

천문학자들은 빛의 속도와

and the speed of imagination.

상상의 속도로 여행한답니다.

(Applause)

(박수)