What does the universe sound like? A musical tour | Matt Russo

번역: Saerom Yu 검토: Jihyeon J. Kim

I'd like you all to close your eyes, please ...

여러분 모두 눈을 감고

and imagine yourself sitting in the middle of a large, open field

해 질 무렵에 넓고 탁 트인 들판에

with the sun setting on your right.

앉아있다고 상상해보세요.

And as the sun sets,

해가 지면

imagine that tonight you don't just see the stars appear,

보통은 별이 떠오르는 걸 보겠지만

but you're able to hear the stars appear

오늘 밤은 별이 떠오르는 소리를 들어볼 거예요.

with the brightest stars being the loudest notes

가장 밝은 별은 가장 큰 소리를 내고

and the hotter, bluer stars producing the higher-pitched notes.

별의 온도가 높고 파란 빛을 띨수록 높은 음을 내는 거죠.

(Music)

(음악)

And since each constellation is made up of different types of stars,

모든 별자리는 각기 다른 별들로 구성되어 있어

they'll each produce their own unique melody,

별자리마다 독특한 선율을 만들어 냅니다.

such as Aries, the ram.

양자리의 선율을 들어 보시죠.

(Music)

(음악)

Or Orion, the hunter.

이번엔 오리온자리입니다.

(Music)

(음악)

Or even Taurus, the bull.

황소자리도 있고요.

(Music)

(음악)

We live in a musical universe,

우리가 사는 우주는 음악으로 가득합니다.

and we can use that to experience it from a new perspective,

이 음악이라는 새 관점에서 우리는 우주를 경험하고

and to share that perspective with a wider range of people.

그 관점을 다양한 사람과 나눌 수도 있습니다.

Let me show you what I mean.

직접 보여드리겠습니다.

(Music ends)

(음악 끝)

Now, when I tell people I'm an astrophysicist,

제가 천체 물리학자라고 얘기하면

they're usually pretty impressed.

많이들 놀라십니다.

And then I say I'm also a musician -- they're like, "Yeah, we know."

음악도 한다고 얘기하면 '그럴 줄 알았어요'라고 하죠.

(Laughter)

(웃음)

So everyone seems to know

즉, 많은 사람이

that there's this deep connection between music and astronomy.

음악과 천체 물리학이 연관이 있다고 본다는 것이죠.

And it's actually a very old idea;

이러한 의견은

it goes back over 2,000 years to Pythagoras.

2000년 전 피타고라스가 처음 제기했습니다.

You might remember Pythagoras from such theorems

피타고라스 하면 가장 먼저 떠오르는 건

as the Pythagorean theorem --

아마 피타고라스 정리겠지요.

(Laughter)

(웃음)

And he said:

피타고라스에게 따르면

"There is geometry in the humming of the strings,

'현의 떨림에 기하학이 있고'

there is music in the spacing of the spheres."

'천체의 운행에 음악이 있다'고 합니다.

And so he literally thought

이 때문에 피타고라스는 생각했습니다.

that the motions of the planets along the celestial sphere

천구를 따라 움직이는 행성들에게서

created harmonious music.

조화로운 음악을 찾은 것이죠.

And if you asked him, "Why don't we hear anything?"

'왜 아무 소리도 안 들리죠?'라고 묻는다면

he'd say you can't hear it

못 듣는 이유는

because you don't know what it's like to not hear it;

듣는 것밖에 몰라서라고 정적을 몰라서라고

you don't know what true silence is.

대답하겠죠.

It's like how you have to wait for your power to go out

전기가 나가고 나서야

to hear how annoying your refrigerator was.

냉장고가 얼마나 시끄러웠는지 알게 되는 것과 같아요.

Maybe you buy that,

이렇게 얘기하니 믿으시겠지만

but not everybody else was buying it, including such names as Aristotle.

믿지 않은 사람도 있어요 아리스토텔레스처럼요.

(Laughter)

(웃음)

Exact words.

정말이에요.

(Laughter)

(웃음)

So I'll paraphrase his exact words.

정말 뭐라고 했는지를 인용하자면

He said it's a nice idea,

괜찮은 생각이지만

but if something as large and vast as the heavens themselves

하늘처럼 거대하고 광활한 물체가

were moving and making sounds,

움직이면서 소리를 낸다면

it wouldn't just be audible,

잘 들리는 정도가 아니라

it would be earth-shatteringly loud.

지구가 들썩일 정도로 시끄러울 거라고 했습니다.

We exist, therefore there is no music of the spheres.

지구가 멸망하지 않았으니 천체의 음악은 없는 것이죠

He also thought that the brain's only purpose was to cool down the blood,

물론 뇌가 하는 일이 혈액순환밖에 없다고도 한 사람이니

so there's that ...

신봉하진 마시고요.

(Laughter)

(웃음)

But I'd like to show you that in some way they were actually both right.

사실 어떻게 보면 두 사람의 주장이 모두 옳은데요.

And we're going to start by understanding what makes music musical.

무엇이 음악을 음악적이게 하는지 먼저 설명하겠습니다.

It may sound like a silly question,

어이없는 질문 같을지도 모르지만

but have you ever wondered why it is

왜 특정한 음들을 함께 연주했을 때

that certain notes, when played together, sound relatively pleasing or consonant,

비교적 더 조화로운 소리가 날까요?

such as these two --

이 두 음처럼요.

(Music)

(연주)

while others are a lot more tense or dissonant,

불협화음을 내는 소리도 있는데 말이죠.

such as these two.

이 두 음처럼요.

(Music)

(연주)

Right?

그렇지 않나요?

Why is that? Why are there notes at all?

왜일까요? 음이라는 건 왜 존재하고

Why can you be in or out of tune?

음정이 맞을 때도 있고 맞지 않을 때도 있을까요?

Well, the answer to that question

사실 이 질문에 맞는 해답은

was actually solved by Pythagoras himself.

피타고라스 본인이 찾아냈습니다.

Take a look at the string on the far left.

가장 왼쪽에 있는 선을 보시죠.

If you bow that string,

이 줄을 진동시키면

it will produce a note as it oscillates very fast back and forth.

앞뒤로 빠르게 진동하면서 음을 만들어 냅니다.

(Musical note)

(음악 소리)

But now if you cut the string in half, you'll get two strings,

이 줄을 반으로 나누면 두 개의 줄이 생기고

each oscillating twice as fast.

두 배로 빠르게 진동합니다.

And that will produce a related note.

그리고 근접한 음을 만들어 내죠.

Or three times as fast,

세 배로 진동하거나

or four times --

네 배로 진동하면...

(Musical notes)

(음악 소리)

And so the secret to musical harmony really is simple ratios:

화음을 만드는 비밀은 단순한 비율입니다.

the simpler the ratio,

비율이 단순할수록

the more pleasing or consonant those two notes will sound together.

두 음이 내는 소리는 더 조화롭고

And the more complex the ratio, the more dissonant they will sound.

비율이 복잡하면 복잡할수록 불협화음이 되지요.

And it's this interplay between tension and release,

이러한 긴장과 완화, 화음과 불협화음 사이의

or consonance and dissonance,

상호작용을 통해

that makes what we call music.

우리가 음악이라 부르는 것이 생겨납니다.

(Music)

(연주)

(Music ends)

(연주 끝)

(Applause)

(박수)

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)

But there's more.

근데 아직 안 끝났어요.

(Laughter)

(웃음)

So the two features of music we like to think of as pitch and rhythms,

우리가 생각하는 음악의 두 요소는 음정과 리듬인데요.

they're actually two versions of the same thing,

사실 이 둘은 같은 현상의 두 가지 형태입니다.

and I can show you.

보여드릴게요.

(Slow rhythm)

(느린 리듬)

That's a rhythm right?

이건 리듬이죠?

Watch what happens when we speed it up.

속도를 더 높이면 어떻게 되는지 봅시다.

(Rhythm gets gradually faster)

(리듬이 점점 빨라짐)

(High pitch)

(높은 음)

(Lowering pitch)

(음이 점점 낮아짐)

(Slow Rhythm)

(느린 리듬)

So once a rhythm starts happening more than about 20 times per second,

리듬이 1초에 20회 이상 반복되면

your brain flips.

우리 뇌는 착각을 합니다.

It stops hearing it as a rhythm and starts hearing it as a pitch.

더 이상 리듬이 아니라 음정으로 인식하는 것이죠.

So what does this have to do with astronomy?

이 현상이 천문학과는 무슨 관련이 있을까요?

Well, that's when we get to the TRAPPIST-1 system.

트라피스트-1을 보시면 알 수 있습니다.

This is an exoplanetary system discovered last February of 2017,

이는 2017년 2월에 처음 발견된 태양계외 행성계로

and it got everyone excited

큰 이목을 끌었습니다.

because it is seven Earth-sized planets all orbiting a very near red dwarf star.

지구 크기와 비슷한 7개의 행성이 붉은색의 왜성을 공전하는 형태인데

And we think that three of the planets

그중 세 개의 행성은

have the right temperature for liquid water.

물이 존재할 수 있는 온도를 유지하고 있어서죠.

It's also so close that in the next few years,

지구와 거리도 가까워서 몇 년 안에

we should be able to detect elements in their atmospheres

산소나 메탄처럼 생명체에게 필수적인 물질이 존재하는지

such as oxygen and methane -- potential signs of life.

알아낼 수 있을 것입니다.

But one thing about the TRAPPIST system is that it is tiny.

트라피스트-1은 규모가 작은 것이 또 다른 특징입니다.

So here we have the orbits of the inner rocky planets

이 그림은 태양계의 지구형 행성의 궤도를 보여 주는데요.

in our solar system:

Mercury, Venus, Earth and Mars,

수성, 금성, 지구, 화성 순이죠.

and all seven Earth-sized planets of TRAPPIST-1

그리고 지구의 크기와 유사한 7개의 트라피스트-1 행성들은

are tucked well inside the orbit of Mercury.

모두 수성의 궤도 안에 들어갑니다.

I have to expand this by 25 times

트라피스트-1 행성들의 궤도가 보일 수 있도록

for you to see the orbits of the TRAPPIST-1 planets.

25배를 확대해 보겠습니다.

It's actually much more similar in size to our planet Jupiter and its moons,

사실 규모 면에서는 목성과 위성들의 궤도와 더 비슷합니다.

even though it's seven Earth-size planets orbiting a star.

마치 일곱개의 지구 크기만한 행성이 별을 돌고 있는것이죠.

Another reason this got everyone excited was artist renderings like this.

이것이 모두를 놀라게 했던 다른 이유는 예술가의 연주와 비슷하기 때문이죠.

You got some liquid water, some ice, maybe some land,

액체 상태인 물과 얼음이 있고 육지도 보입니다.

maybe you can go for a dive in this amazing orange sunset.

붉게 노을이 질 무렵에는 수영을 즐길 수 있을지도 모릅니다.

It got everyone excited,

모두 기대를 했죠.

and then a few months later, some other papers came out

그리고 몇 달 후에 새로운 결과가 나왔는데요.

that said, actually, it probably looks more like this.

더 현실적인 모습을 담은 그림입니다.

(Laughter)

(웃음)

So there were signs

더 조사를 해 보니

that some of the surfaces might actually be molten lava

지표면에는 용암이 녹아 있고

and that there were very damaging X-rays coming from the central star --

중심별에서 분출되는 유독한 엑스선의 영향으로

X-rays that will sterilize the surface of life and even strip off atmospheres.

표면의 생명체가 불모화될뿐더러 대기층이 소실될 것이라고 합니다.

Luckily, just a few months ago in 2018,

다행히도 그 후 2018년에

some new papers came out with more refined measurements,

더 정확한 연구 결과가 나왔습니다.

and they found actually it does look something like that.

이런 환경이 맞을 것이라고 하네요.

(Laughter)

(웃음)

So we now know that several of them have huge supplies of water --

그러니까 트라피스트-1에는 물이 풍부한 행성도 있고

global oceans --

세계의 바다에

and several of them have thick atmospheres,

그리고 대기층이 두꺼운 행성도 있는 것으로 보아

so it's the right place to look for potential life.

생명체가 살기에 적합한 장소입니다.

But there's something even more exciting about this system,

트라피스트-1에 관해 더 흥미로운 점이 있는데요.

especially for me.

특히 저한테요.

And that's that TRAPPIST-1 is a resonant chain.

바로 트라피스트-1이 공명을 한다는 것입니다.

And so that means for every two orbits of the outer planet,

가장 외부에 있는 행성이 두 바퀴 공전할 때마다

the next one in orbits three times,

그 안쪽 행성은 세 바퀴를 공전합니다.

and the next one in four,

그 다음 행성은 4바퀴를 돌고

and then six, nine, 15 and 24.

다음은 6바퀴, 9바퀴, 15바퀴 그리고 24바퀴를 돌죠.

So you see a lot of very simple ratios among the orbits of these planets.

즉, 행성들의 궤도에서 단순한 비율을 발견할 수 있습니다.

Clearly, if you speed up their motion, you can get rhythms, right?

행성들이 움직이는 속도를 높이면 리듬이 생기겠죠?

One beat, say, for every time a planet goes around.

행성이 한 바퀴 도는 걸 한 박자로 친다면요.

But now we know if you speed that motion up even more,

만약 여러분이 이 속도를 좀 더

you'll actually produce musical pitches,

높은다면 음악적인 음을 만들어 낼 수 있습니다.

and in this case alone,

이 경우에도

those pitches will work together,

음들이 서로 같이 작용해서

making harmonious, even human-like harmony.

조화롭고 인간이 만든 것 같은 소리를 내죠.

So let's hear TRAPPIST-1.

트라피스트-1을 한 번 들어볼까요.

The first thing you'll hear will be a note for every orbit of each planet,

처음에 들으실 음은 각 행성의 궤도가 내는 소리입니다.

and just keep in mind,

기억해 두셔야할 건,

this music is coming from the system itself.

곧 들으실 음악은 행성 궤도 시스템 자체가 내는 소리라는 것입니다.

I'm not creating the pitches or rhythms,

제가 음이나 리듬을 만들어 내는 것이 아닙니다.

I'm just bringing them into the human hearing range.

저는 단지 그 음을 인간이 들을 수 있는 범위로 가져오는 것 뿐이죠.

And after all seven planets have entered,

일곱 개의 행성이 모두 통과하면,

you're going to see --

이제 여러분이 보시게 될,

well, you're going to hear a drum for every time two planets align.

여러분은 두 개 행성이 정렬될 때 나는 드럼 소리를 들으실 겁니다.

That's when they kind of get close to each other

서로 가까워졌을 때

and give each other a gravitational tug.

중력의 당김이 생기면서 이런 소리가 나게 됩니다.

(Tone)

(음)

(Two tones)

(두 개 음)

(Three tones)

(세 개 음)

(Four tones)

(네 개 음)

(Five tones)

(다섯 개 음)

(Six tones)

(여섯 개 음)

(Seven tones)

(일곱 개 음)

(Drum beats)

(드럼 비트)

(Music ends)

(음악 종료)

And that's the sound of the star itself -- its light converted into sound.

그리고 이런 음들은 행성들의 빛이 소리로 바뀌면서 나는 소리입니다.

So you may wonder how this is even possible.

어떻게 이 것이 가능한지 궁금하실 겁니다.

And it's good to think of the analogy of an orchestra.

오케스트라에 비유하면 이해하기가 쉽습니다.

When everyone gets together to start playing in an orchestra,

모든 연주가들이 모여서 오케스트라를 연주하기 시작할 때

they can't just dive into it, right?

무작정 시작하지 않습니다, 그렇죠?

They have to all get in tune;

조화를 이루어야 하기 때문에

they have to make sure

확실히 해야합니다.

their instruments resonate with their neighbors' instruments,

그들의 악기가 다른 악기와 공명을 이루는지 확인하고,

and something very similar happened to TRAPPIST-1 early in its existence.

트라피스트-1과 비슷한 일이 일어나는 것이지요.

When the planets were first forming,

그 행성들이 처음에 형성될 때

they were orbiting within a disc of gas,

그들은 가스층으로 이루어진 원반 안에서 궤도를 돌고 있었습니다.

and while inside that disc,

그 원반 안에서

they can actually slide around

그들은 실제로 미끄러져 내릴 수 있었고

and adjust their orbits to their neighbors

다른 이웃행성들과 궤도를 조절할 수 있었습니다.

until they're perfectly in tune.

완벽히 조화를 이룰 때까지 말이죠.

And it's a good thing they did because this system is so compact --

이렇게 행성들이 조화를 이루고 있는건 정말 좋은일입니다.

a lot of mass in a tight space --

이 시스템이 타이트한 우주에서 상당한 질량을 차지하고 있기 때문입니다.

if every aspect of their orbits wasn't very finely tuned,

만약 그것들의 궤도가 정교하게 맞춰져 있지 않았다면,

they would very quickly disrupt each other's orbits,

그 행성들은 서로의 궤도를 순식간에 파괴시켰을 것입니다.

destroying the whole system.

전체 시스템을 파괴하면서 말이죠.

So it's really music that is keeping this system alive --

때문에, 이건 정말 이 시스템을 살아 움직이게 하는 음악입니다.

and any of its potential inhabitants.

그리고 그 시스템 안에 잠재적 생명체도 보호할 수 있죠.

But what does our solar system sound like?

그러면 우리 태양계는 어떤 소리가 날까요?

I hate to be the one to show you this, but it's not pretty.

여러분들께 이 소리는 정말 소개해드리고 싶지 않아요. 정말 별로예요.

(Laughter)

(웃음)

So for one thing,

한가지,

our solar system is on a much, much larger scale,

우리 태양계는 규모가 훨씬 더 큽니다.

and so to hear all eight planets,

그리고 여덟개의 행성을 들을 수 있죠.

we have to start with Neptune near the bottom of our hearing range,

우리는 우리의 청력 범위의 바닥과 가까운 해왕성 부터 시작해야합니다.

and then Mercury's going to be all the way up

그런 다음 수성까지 가게되는데요.

near the very top of our hearing range.

이는 우리 청력 범위의 가장 높은 부분입니다.

But also, since our planets are not very compact --

그리고 태양계 행성들은 조밀하게 모여있지 않고,

they're very spread out --

매우 퍼져있는 형태를 띄고있습니다.

they didn't have to adjust their orbits to each other,

행성들이 서로의 궤도를 조정할 필요가 없었습니다.

so they're kind of just all playing their own random note at random times.

그래서 무작위의 음으로 무작위한 타이밍으로 연주가 됩니다.

So, I'm sorry, but here it is.

들려드리고 싶지 않지만, 한번 들어보시죠.

(Tone)

(음)

That's Neptune.

이건 해왕성입니다.

(Two tones)

(두 개 음)

Uranus.

천왕성.

(Three tones)

(세 개 음)

Saturn.

토성.

(Four tones)

(네 개 음)

Jupiter.

목성.

And then tucked in, that's Mars.

그리고 지금 들어오는 소리가 화성입니다.

(Five tones)

(다섯 개 음)

(Six tones)

(여섯 개 음)

Earth.

지구.

(Seven tones)

(일곱 개 음)

Venus.

금성.

(Eight tones)

(여덟 개 음)

And that's Mercury --

그리고 이게 수성입니다.

OK, OK, I'll stop.

네,네, 이제 멈출게요.

(Laughter)

(웃음)

So this was actually Kepler's dream.

이게 실제로 케플러의 꿈이었습니다.

Johannes Kepler is the person

요하네스 케플러는

that figured out the laws of planetary motion.

행성 움직임의 법칙을 알아낸 인물입니다.

He was completely fascinated by this idea

케플러는 이 아이디어에 완전히 매료되었습니다.

that there's a connection between music, astronomy and geometry.

음악과, 점성학, 기하학이 모두 연결되어있다는 아이디어에 말이죠.

And so he actually spent an entire book

그리고 심지어 그는 책을 쓰게 됩니다.

just searching for any kind of musical harmony amongst the solar system's planets

태양계 행성들 사이의 조화로운 음악을 찾는 것이죠.

and it was really, really hard.

그리고 이 과정은 정말로 힘들었습니다.

It would have been much easier had he lived on TRAPPIST-1,

만약 그가 트라피스트-1에 살았다면 그것은 훨씬 더 쉬웠을 것입니다.

or for that matter ...

또는 그 문제에 관해서 말이죠.

K2-138.

K2-138.

This is a new system discovered in January of 2018

이 새로운 시스템은 2018년 1월에 발견되었습니다.

with five planets,

다섯가지의 행성과 함께 말이죠.

and just like TRAPPIST,

트라피스트와 같이 말이죠.

early on in their existence, they were all finely tuned.

초기에 그 행성들은 정교하게 조정이 되었습니다.

They were actually tuned

실제로 그 구조가 정말 정교하다는 의견이

into a tuning structure proposed by Pythagoras himself,

피타고라스에 의해서 제안되었죠.

over 2,000 years before.

2,000년도 더 전에요.

But the system's actually named after Kepler,

하지만 그 시스템은 실제로 케플러의 이름을 따서 이름지어집니다.

discovered by the Kepler space telescope.

케플러의 우주 망원경으로 발견되었기 떄문이죠.

And so, in the last few billion years,

그리고, 10억여년 전에,

they've actually lost their tuning,

실제로 회전이 망쳐졌을 떄가 있었는데,

quite a bit more than TRAPPIST has,

트라피스트보다 조금 더요

and so what we're going to do is go back in time

그것들이 한 것은 다시 제시간으로 돌아가는 것이었습니다.

and imagine what they would've sounded like

상상해 보세요 어떤 소리를 냈을지

just as they were forming.

그것들이 형성될 때 말이죠.

(Music)

(음악)

(Music ends)

(음악 종료)

(Applause)

(박수)

Thank you.

감사합니다.

Now, you may be wondering: How far does this go?

이제, 여러분은 이게 어디까지 가는건지 궁금할 거예요.

How much music actually is out there?

어떻게 음악이 나올 수 있지? 하는 궁금증들 말이에요.

And that's what I was wondering last fall

이 질문들이 제가 지난 가을에 가졌던 궁금증이었습니다.

when I was working at U of T's planetarium,

제가 천체 투영관에서 일하고 있을 때였죠.

and I was contacted by an artist named Robyn Rennie and her daughter Erin.

그리고 저는 예술가 로빈 레니와 그녀의 딸 에린으로부터 연락을 받았었죠.

Robyn loves the night sky,

로빈은 밤하늘은 무척 사랑했어요,

but she hasn't been able to fully see it for 13 years

하지만 13년 동안 제대로 밤하늘을 볼 수조차 없었죠.

because of vision loss.

시력 손실 때문입니다.

And so they wondered if there was anything I could do.

그래서 그들은 제가 무언가 할 수 있을지 궁금해 했습니다.

So I collected all the sounds I could think of from the universe

그래서 저는 우주에서 오는 모든 소리를 수집했고,

and packaged them into what became "Our Musical Universe."

그 것들을 하나로 모아 "우리 우주의 소리"로 만들었습니다.

This is a sound-based planetarium show

그리고 소리들은 천체 투영관 쇼를 기반으로 하고 있습니다.

exploring the rhythm and harmony of the cosmos.

우주의 조화와 리듬을 연구하는 것이죠.

And Robyn was so moved by this presentation

로빈은 그 발표에 너무 감동해서

that when she went home,

그녀가 집으로 돌아갔을 때,

she painted this gorgeous representation of her experience.

이 멋진 경험을 그림으로 그렸습니다.

And then I defaced it by putting Jupiter on it for the poster.

그리고 저는 이 포스터를 위해 목성을 넣어서 그림을 망쳤죠.

(Laughter)

(웃음)

So ...

그래서 ...

in this show, I take people of all vision levels

이 쇼에서, 저는 모든 사람들을 그들의 시력과 관계 없이

and bring them on an audio tour of the universe,

우주의 소리 여행으로 데리고 옵니다.

from the night sky all the way out to the edge of the observable universe.

밤 하늘에서 관찰가능한 우주의 끝까지 말이죠.

But even this is just the start of a musical odyssey

비록 이것이 새로운 눈과 귀로 우주를 경험할 수 있는

to experience the universe with new eyes and with new ears,

우주 음악 여행의 시작 단계이지만,

and I hope you'll join me.

여러분도 저와 함께 하길 바라겠습니다.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)