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

번역: K Bang 검토: Joohyun Seo

Here are some images of clusters of galaxies.

여기 "은하단"을 찍은 사진들이 있습니다.

They're exactly what they sound like.

"은하단"이라는 이름 그대로

They are these huge collections of galaxies,

엄청난 수의 "은하계"들이

bound together by their mutual gravity.

서로 간의 중력에 의해 묶여 있습니다.

So most of the points that you see on the screen

화면에 보이는 점들은 대부분

are not individual stars,

별 하나 하나가 아니라

but collections of stars, or galaxies.

별들이 모인 것, 즉 "은하"입니다.

Now, by showing you some of these images,

이 사진들을 보여드리면서

I hope that you will quickly see that

제가 바라는 것은 여러분이

galaxy clusters are these beautiful objects,

은하단의 아름다움을 아는 것입니다만,

but more than that,

아름다움 이상으로

I think galaxy clusters are mysterious,

은하단은 신비롭다고 생각합니다.

they are surprising,

아주 놀랍죠.

and they're useful.

그리고 유용하기도 합니다.

Useful as the universe's most massive laboratories.

세상에서 가장 규모가 큰 실험실로서 유용합니다.

And as laboratories, to describe galaxy clusters

은하단을 실험실이라고 한 것은

is to describe the experiments

사람들이 은하단을 가지고

that you can do with them.

실험을 한다는 뜻입니다.

And I think there are four major types,

네가지 측면에서 말씀드리죠.

and the first type that I want to describe

첫번째로 말씀드릴 것은

is probing the very big.

얼마나 큰가를 가늠하는 것이에요.

So, how big?

얼마나 클까요?

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

자, 이것은 어느 은하단의 사진입니다.

It is so massive that the light passing through it

이 은하단은 너무 커서 이걸 통과하는 빛이

is being bent, it's being distorted

휘어지고, 구부러지는데,

by the extreme gravity of this cluster.

그건 이 은하단의 중력이 엄청나기 때문입니다.

And, in fact, if you look very carefully

실제로, 매우 자세히 보면

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

이 은하단 주변에서 고리를 보실 수 있습니다.

Now, to give you a number,

숫자로 말씀드리자면

this particular galaxy cluster

보고 계신 이 은하단의 질량은

has a mass of over one million billion suns.

태양의 1천 조 배라고 하니 (10의 15제곱)

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

그 크기를 생각하면 놀라 자빠질 정도입니다.

But more than their mass,

하지만, 질량만 아니라

they have this additional feature.

은하단이 가진 다른 특징도 보죠.

They are essentially isolated systems,

은하단은 본질적으로 각각 떨어져서 존재하는데요,

so if we like, we can think of them

우리는 은하단을

as a scaled-down version of the entire universe.

우주 전체의 축소판이라고 생각해도 됩니다.

대규모 단위의 우주에 대해 우리가 가진

And many of the questions that we might have

about the universe at large scales,

많은 의문들, 예를 들어

such as, how does gravity work?

중력이 어떻게 작동하는가 같은

might be answered by studying these systems.

의문의 답을 은하단 연구에서 찾을 수도 있습니다.

So that was very big.

어쨌든 크기가 엄청납니다.

The second things is very hot.

두번째로, 대단히 뜨겁습니다.

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

제가 은하단의 사진을 찍고.

and I subtract away all of the starlight,

거기서 별빛을 모두 제거하면

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

이렇게 크고 푸른 뭔가만 남는데요.

This is in false color.

이건 색이 아닙니다.

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

우리가 보고 있는 것은 실제로 X선 빛입니다.

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

이것이 은하가 아니라면,

what is emitting this light?

이 빛은 어디서 나올까요?

The answer is hot gas,

답은 바로 뜨거운 기체입니다.

million-degree gas --

수백만도의 기체,

in fact, it's plasma.

사실 이건 플라즈마입니다.

And the reason why it's so hot

이것이 그렇게 뜨거운 이유는

goes back to the previous slide.

아까 보신 슬라이드에 있는데요.

The extreme gravity of these systems

이 은하단의 엄청난 중력이

is accelerating particles of gas to great speeds,

기체 분자를 엄청난 속도로 가속합니다.

and great speeds means great temperatures.

그리고 엄청난 속도는 엄청난 온도를 의미하죠.

So this is the main idea,

과학자들은 그렇게 보고 있지만,

but science is a rough draft.

과학은 원래 조잡한 밑그림일 뿐이죠.

There are many basic properties about this plasma

이 플라즈마가 가진 많은 기본 특성들 때문에

that still confuse us,

우리는 혼란스러워 하기도 하고,

still puzzle us,

어리둥절해 하기도 하며,

and still push our understanding

우리가 고온의 물리학에 대해

of the physics of the very hot.

조금씩 더 알아 가기도 합니다.

Third thing: probing the very small.

세번째는 "매우 작은 것들에 대한 탐구"인데요,

Now, to explain this, I need to tell you

이걸 설명하기 위해서는 먼저 여러분들께

a very disturbing fact.

매우 혼란을 주는 사실부터 말씀드리자면,

Most of the universe's matter

우주에 존재하는 물질 대부분은

is not made up of atoms.

원자로 구성되어 있는 게 아닙니다.

You were lied to.

여러분은 속으신 겁니다.

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

우주 대부분을 구성하는 것은 아주 아주 신비로운 것인데,

which we call dark matter.

이걸 "암흑 물질"이라고 부릅니다.

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

암흑 물질은 상호 작용을 많이 하지 않는 물질인데,

except through gravity,

중력을 통과할 때만은 예외입니다.

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

물론 이 물질에 대해서 알고 싶은 게 더 있죠.

If you're a particle physicist,

만약 여러분이 입자 물리학자라면,

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

어떤 것들을 충돌시킬 때 어떻게 되는지 알고 싶을 건데요,

And dark matter is no exception.

암흑 물질의 충돌에 대해서도 마찬가지겠죠.

Well, how do we do this?

자, 이걸 어떻게 해 볼 수 있을까요?

To answer that question,

이 질문에 답하기에 앞서,

I'm going to have to ask another one,

다른 질문을 하나 드릴 건데요,

which is, what happens when galaxy clusters collide?

"은하단이 서로 충돌하면 어떤 일이 일어날까" 하는 겁니다.

Here is an image.

여기 사진이 있습니다.

Since galaxy clusters are representative

은하단은 우주 축소판의

slices of the universe, scaled-down versions.

전형적인 단면이라 할 수 있는데요,

They are mostly made up of dark matter,

은하단은 대부분 암흑 물질로 이루어져 있고,

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

여러분이 푸르스름한 보라빛으로 보고 있는 게 바로 그겁니다.

The red represents the hot gas,

붉은 색은 고온의 기체구요.

and, of course, you can see many galaxies.

수많은 은하계들도 보이죠.

What's happened is a particle accelerator

은하단이 충돌할 때 일어나는 일은

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

그 이유는, 실험실에서라면

effects that might be difficult to detect in the lab,

탐지하기 힘든, 아주 작은 효과들이

might be compounded and compounded

쌓이고 또 쌓여서

into something that we could possibly observe in nature.

우리가 눈으로 관찰할 수 있게 된 것을 의미하기 때문입니다.

So, it's very funny.

굉장히 우습죠.

The reason why galaxy clusters

우리가 은하단으로부터

can teach us about dark matter,

암흑 물질에 대해 뭔가를 알아낼 수 있는 것,

the reason why galaxy clusters

또는 우리가 은하단으로부터

can teach us about the physics of the very small,

매우 작은 세계의 물리학에 대해 뭔가를 알아낼 수 있는 것은,

is precisely because they are so very big.

바로 은하단이 매우 크기 때문입니다.

Fourth thing: the physics of the very strange.

네번째는 "매우 이상한 것들의 물리학"입니다.

Certainly what I've said so far is crazy.

지금까지 제가 말씀드린 것도 정말 말도 안되는 일이지만,

Okay, if there's anything stranger

이보다 더 이상한이 있다면,

I think it has to be dark energy.

지금부터 말씀드릴 "암흑 에너지"입니다.

If I throw a ball into the air,

제가 어떤 공을 공중으로 던지면

I expect it to go up.

그 공이 위로 갈 거라고는 예상하지만,

What I don't expect is that it go up

그 공이 점점 더 빠른 속도로

at an ever-increasing rate.

위로 갈 거라고는 예상하지 않습니다.

Similarly, cosmologists understand why

우주론자들은 우주가 팽창하는 이유에 대해서는

the universe is expanding.

이해를 하고 있지만,

They don't understand why it's expanding

우주가 점점 더 빠르게 팽창하는 이유는

at an ever-increasing rate.

이해하고 있지 않습니다.

They give the cause of this

우주의 가속 팽창 원인에

accelerated expansion a name,

우주론자들이 붙인 이름이

and they call it dark energy.

바로 "암흑 에너지"입니다.

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

이것에 대해서도 우리는 더 많이 알고 싶어하죠.

So, one particular question that we have is,

우리가 각별히 궁금해하는 의문이 있는데요,

how does dark energy affect the universe

대규모 단위에서 암흑 에너지가 우주에

at the largest scales?

어떤 영향을 미치는가? 예요.

Depending on how strong it is,

암흑 에너지의 강도에 따라

maybe structure forms faster or slower.

아마도 구조가 더 빠르게 또는 더 느리게 만들어질 거예요.

Well, the problem with the large-scale structure

음, 대규모 단위의 구조에 관한 문제는

of the universe is that it's horribly complicated.

엄청나게 복잡합니다.

Here is a computer simulation.

보시는 사진은 컴퓨터로 모의실험한 것인데요,

And we need a way to simplify it.

이걸 단순화할 방법이 필요합니다.

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

비유를 통해 생각해 보죠.

If I want to understand the sinking of the Titanic,

타이타닉호가 어떻게 침몰했는지

the most important thing to do

이해하려 한다고 해서,

is not to model the little positions

부서진 작은 보트 조각 하나 하나까지도

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

모델화하지는 않는 게 중요합니다.

The most important thing to do is

가장 중요한 것은

to track the two biggest parts.

커다란 두 부분을 추적하는 겁니다.

Similarly, I can learn a lot about the universe

마찬가지로, 저는 대규모 단위의 우주에 대해

at the largest scales

많은 것을 배우기 위하여

by tracking its biggest pieces

커다란 부분들을 추적했는데,

and those biggest pieces are clusters of galaxies.

그게 바로 은하단입니다.

So, as I come to a close,

이제 강연이 끝날 때가 되면서,

you might feel slightly cheated.

여러분은 어쩌면 속았다고 느끼실지 모르겠어요.

I mean, I began by talking about

제가 강연을 시작하면서

how galaxy clusters are useful,

은하단이 얼마나 유용한지 말씀을 드렸고,

and I've given some reasons,

그 이유도 몇가지 설명드렸는데요,

but what is their use really?

실제로 은하단 이야기를 어디에 쓸까요?

Well, to answer this,

음, 그에 대한 답은

I want to give you a quote by Henry Ford

헨리 포드가 한 이야기로 대신하겠습니다.

when he was asked about cars.

헨리 포드가 차에 관해 질문 받고

He had this to say:

이렇게 대답했다고 하죠.:

"If I had asked people what they wanted,

"만약 제가 사람들에게 원하는 게 뭔지 물었더다면,

they would have said faster horses."

그들은 더 빠른 말이라고 대답했을 겁니다."

Today, we as a society are faced

오늘날, 우리 사회는

with many, many difficult problems.

수많은 어려운 문제에 직면해 있습니다.

And the solutions to these problems are not obvious.

그런 문제들에 대한 해결책은 분명하지 않아요.

They are not faster horses.

'빠른 말'이 해결책이 아닙니다.

They will require an enormous amount of

문제들을 해결하기 위해 필요한 것은

scientific ingenuity.

엄청난 양의 과학적 독창성입니다.

So, yes, we need to focus,

우리는 문제 해결에 초점을 맞춰야 하고,

yes, we need to concentrate,

또한, 집중해야 합니다.

but we also need to remember that

하지만 우리가 명심해야 할 것은

innovation, ingenuity, inspiration --

혁신, 독창성, 그리고 영감입니다.

these things come

그것을 얻기 위해서는

when we broaden our field of vision

우리의 시야의 폭을 넓히고,

when we step back

뒤로 한걸음 물러나서,

when we zoom out.

큰 그림으로 보는 것이 필요합니다.

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

가장 좋은 방법은 우리를 둘러싸고 있는

by studying the universe around us. Thanks.

우주를 연구하는 거라고 저는 생각합니다. 감사합니다.

(Applause)

(박수)