Andrea Ghez: The hunt for a supermassive black hole

번역: Junhan Kim 검토: Juyung Seo

How do you observe something you can't see?

눈에 보이지 않는 것을 어떻게 관측할까요?

This is the basic question of somebody who's interested

이것이 블랙홀을 연구하고 발견하고자 하는

in finding and studying black holes.

사람이 갖고 있는 기본적인 질문입니다.

Because black holes are objects

왜냐하면 블랙홀이란

whose pull of gravity is so intense

그 중력의 힘이 너무나 강한 나머지

that nothing can escape it, not even light,

심지어는 빛조차 탈출할 수 없어서

so you can't see it directly.

직접적으로 관찰할 수 없기 때문입니다.

So, my story today about black holes

그래서 오늘 제가 말씀드리고자 하는 주제는

is about one particular black hole.

아주 특별한 블랙홀에 관한 것입니다.

I'm interested in finding whether or not

저의 관심사는 과연 우리가 살고 있는 은하 한가운데에

there is a really massive, what we like to call

초거대 블랙홀이라고 불리는

"supermassive" black hole at the center of our galaxy.

거대한 블랙홀이 정말로 존재하는가 입니다.

And the reason this is interesting is that

이 주제가 흥미로운 이유는

it gives us an opportunity to prove

이 별난 물체가 실제로 존재하는지

whether or not these exotic objects really exist.

증명할 수 있는 기회를 주기 때문입니다.

And second, it gives us the opportunity

또 다른 이유는

to understand how these supermassive black holes

이런 초거대 블랙홀들이 어떻게 주변 환경과

interact with their environment,

상호작용하는지 이해하는 동시에,

and to understand how they affect the formation and evolution

이들 블랙홀이 속한 은하의 형성과 진화에 어떤 영향을 주는지

of the galaxies which they reside in.

파악할 수 있기 때문입니다.

So, to begin with,

시작하기에 앞서

we need to understand what a black hole is

먼저 블랙홀이 무엇인지 알아야

so we can understand the proof of a black hole.

블랙홀의 증거를 이해 할 수 있습니다.

So, what is a black hole?

그럼 대체 블랙홀이란 무엇일까요?

Well, in many ways a black hole is an incredibly simple object,

여러가지 의미에서 블랙홀이란 엄청나게 단순한 물체입니다.

because there are only three characteristics that you can describe:

왜냐하면 블랙홀은 딱 세가지 특징만을 지니기 때문입니다.

the mass,

질량, 회전,

the spin, and the charge.

그리고 전하(電荷)입니다.

And I'm going to only talk about the mass.

저는 그 중 질량에 관해서만 이야기하려 합니다.

So, in that sense, it's a very simple object.

그런 의미에서 블랙홀은 꽤나 단순한 물체이지만

But in another sense, it's an incredibly complicated object

다른 의미로 상대적으로 특이한 물리 이론이

that we need relatively exotic physics to describe,

필요하기 때문에 꽤나 복잡한 물체라고도 할 수 있습니다.

and in some sense represents the breakdown of our physical understanding

어떤 의미로는 우주 물리학을

of the universe.

뒤엎어버리는 것이기도 합니다.

But today, the way I want you to understand a black hole,

하지만 오늘 블랙홀을 이해하고

for the proof of a black hole,

실제로 존재함을 설명하기 위한 방법으로

is to think of it as an object

크기가 0인 공간에 질량을 쑤셔넣은

whose mass is confined to zero volume.

어떤 물체를 생각해 보고자 합니다.

So, despite the fact that I'm going to talk to you about

즉, 엄청난 질량을 가졌지만

an object that's supermassive,

유한한 크기를 갖지 못한 물체가

and I'm going to get to what that really means in a moment,

대체 어떠한 물체인지를

it has no finite size.

설명드리겠습니다.

So, this is a little tricky.

조금 어려울지도 모르겠네요.

But fortunately there is a finite size that you can see,

하지만 다행히도 볼 수있는 유한한 크기가 있으며,

and that's known as the Schwarzschild radius.

그것은 슈바르츠실트 반경이란 이름으로 알려져 있습니다.

And that's named after the guy who recognized

그 이름은 반경이 왜 그렇게 중요한가를 알아낸

why it was such an important radius.

사람의 이름을 따서 지어졌습니다.

This is a virtual radius, not reality; the black hole has no size.

블랙홀은 크기가 없기 때문에 슈바르츠실트 반경은 가상의 반경입니다.

So why is it so important?

대체 왜 그게 중요한걸까요?

It's important because it tells us

왜냐하면 그것은 어떠한 물체라도

that any object can become a black hole.

블랙홀이 될 수 있다라는걸 나타내기 때문입니다.

That means you, your neighbor, your cellphone,

결국 여러분이나 여러분의 옆 사람이나

the auditorium can become a black hole

여러분의 휴대폰이나 이 강연장이나

if you can figure out how to compress it down

슈바르츠실트 반경 이하로 압축되면

to the size of the Schwarzschild radius.

블랙홀이 되어버리는 것입니다.

At that point, what's going to happen?

그렇게 되면 어떤일이 일어날까요.

At that point gravity wins.

그곳에선 중력이 모든것을 지배합니다.

Gravity wins over all other known forces.

중력이 다른 모든 힘을 압도하게 되죠.

And the object is forced to continue to collapse

그리고 그 물체는 무한히 작은 물체로

to an infinitely small object.

붕괴를 계속하게 됩니다.

And then it's a black hole.

그것이 블랙홀입니다.

So, if I were to compress the Earth down to the size of a sugar cube,

지구를 각설탕 크기로 압축한다면

it would become a black hole,

블랙홀이 됩니다.

because the size of a sugar cube is its Schwarzschild radius.

이 경우, 각설탕의 크기가 지구의 슈바르츠실트 반경이 되기 때문입니다.

Now, the key here is to figure out what that Schwarzschild radius is.

이제 요점은 슈바르츠실트 반경이 얼마인가 알아내는 것인데,

And it turns out that it's actually pretty simple to figure out.

그게 얼마인지 알아내는 것은 실제론 간단하다는게 밝혀졌습니다.

It depends only on the mass of the object.

그것은 바로 물체의 질량에 달려 있습니다.

Bigger objects have bigger Schwarzschild radii.

질량이 큰 물체는 슈바르츠실트 반경도 크고

Smaller objects have smaller Schwarzschild radii.

작은 물체는 작습니다.

So, if I were to take the sun

만약 태양을

and compress it down to the scale of the University of Oxford,

옥스포드 대학 크기로 압축한다면

it would become a black hole.

블랙홀이 되는 겁니다.

So, now we know what a Schwarzschild radius is.

이제 슈바르츠실트 반경이 무엇인지 아시겠죠?

And it's actually quite a useful concept,

이해하는데 상당히 도움이 되는 개념으로

because it tells us not only

블랙홀이 언제 형성되는지 뿐만 아니라

when a black hole will form,

블랙홀의 증거가 되는

but it also gives us the key elements for the proof of a black hole.

중요한 요소들도 알려주기 때문입니다.

I only need two things.

딱 두가지만 알면 됩니다.

I need to understand the mass of the object

블랙홀이라는걸 증명하고 싶은

I'm claiming is a black hole,

어떤 물체의 질량과

and what its Schwarzschild radius is.

슈바르츠실트 반경입니다.

And since the mass determines the Schwarzschild radius,

그리고 슈바르츠실트 반경은 질량에 의해 결정되므로

there is actually only one thing I really need to know.

실제로는 질량만 알면 되는것이죠.

So, my job in convincing you

결국 여러분에게 블랙홀이

that there is a black hole

실제로 존재한다는걸 이해시키기 위해서

is to show that there is some object

슈바르츠실트 안에 갇혀 있는

that's confined to within its Schwarzschild radius.

어떤 물체가 존재한다는것을 보여드리는 것이 제 할일입니다.

And your job today is to be skeptical.

여러분은 그냥 미심쩍은 눈으로 보시면 됩니다.

Okay, so, I'm going to talk about no ordinary black hole;

저는 일반적인 블랙홀이 아니라

I'm going to talk about supermassive black holes.

초거대 블랙홀에 대한 이야기를 하려고 합니다.

So, I wanted to say a few words about what an ordinary black hole is,

일단 일반적인 블랙홀에 대해 조금 말씀드리겠습니다.

as if there could be such a thing as an ordinary black hole.

'일반적' 인 블랙홀이란게 있다고 해 보죠.

An ordinary black hole is thought to be the end state

일반적인 블랙홀은 삶을 마친 초신성의

of a really massive star's life.

마지막 모습이라고 알려져있습니다.

So, if a star starts its life off

즉, 태양보다 엄청나게 큰

with much more mass than the mass of the Sun,

거대한 질량을 가지고 생겨난 항성은

it's going to end its life by exploding

그 생애를 마치는 순간 폭발을 일으켜,

and leaving behind these beautiful supernova remnants that we see here.

보시는 바와 같이 아름다은 초신성폭발의 잔해를 남깁니다.

And inside that supernova remnant

그리고 그 초신성폭발의 잔해 가운데

is going to be a little black hole

작은 블랙홀이 생겨납니다.

that has a mass roughly three times the mass of the Sun.

대략 태양 질량의 3배정도 입니다.

On an astronomical scale

천문학적규모로 이야기한다면

that's a very small black hole.

그 블랙홀은 상당히 작은 편입니다.

Now, what I want to talk about are the supermassive black holes.

네, 이제부터는 초거대 블랙홀에 대해 이야기하겠습니다.

And the supermassive black holes are thought to reside at the center of galaxies.

초거대 블랙홀은 은하중심부에 있다고 알려져 있습니다.

And this beautiful picture taken with the Hubble Space Telescope

허블우주망원경이 촬영한 이 아름다운 사진은

shows you that galaxies come in all shapes and sizes.

은하들이 여러가지 형태를 가지고 있음을 보여줍니다.

There are big ones. There are little ones.

큰 것도 있고 작은 것도 있습니다.

Almost every object in that picture there is a galaxy.

이 사진에 보이는 거의 대부분이 은하입니다.

And there is a very nice spiral up in the upper left.

사진의 좌측 상단에 멋진 나선은하가 있습니다.

And there are a hundred billion stars in that galaxy,

그 은하에는 1천억개의 항성이 있습니다.

just to give you a sense of scale.

어느 정도 크기인지 감이 오시나요?

And all the light that we see from a typical galaxy,

그리고 지금 보시는 은하와 같이

which is the kind of galaxies that we're seeing here,

은하로부터 온 모든 빛은

comes from the light from the stars.

항성들이 내뿜는 빛들입니다.

So, we see the galaxy because of the star light.

결국 항성이 있기 때문에 은하가 보이는 것이죠.

Now, there are a few relatively exotic galaxies.

중심에는 상당히 특이한 은하가 있습니다.

I like to call these the prima donna of the galaxy world,

눈에 띄는 은하이기 때문에 저는 이것를 은하 세계의

because they are kind of show offs.

프리마돈나라고 부르고 싶습니다.

And we call them active galactic nuclei.

우리는 활동성 은하핵 이라고 부르죠.

And we call them that because their nucleus,

왜나하면 그 은하의 중심핵 또는

or their center, are very active.

중앙부는 상당히 왕성하게 활동하기 때문입니다.

So, at the center there, that's actually where

그래서 그 중심부에서

most of the starlight comes out from.

대부분의 별빛이 흘러 나오는 것입니다.

And yet, what we actually see is light

게다가 예상치보다

that can't be explained by the starlight.

훨씬 에너지가 높아서 항성의 빛으로는

It's way more energetic.

설명할 수 없는 빛도 보입니다.

In fact, in a few examples it's like the ones that we're seeing here.

지금 우리가 보고 있는 그러한 은하들입니다.

There are also jets emanating out from the center.

중앙부에서 제트를 내뿜고 있는것도 보입니다.

Again, a source of energy that's very difficult to explain

은하가 항성만으로 이루어져 있다고 생각하면

if you just think that galaxies are composed of stars.

이 에너지원을 설명할 수 없습니다.

So, what people have thought is that perhaps

그래서 거기에 초거대 블랙홀이 있기 때문에

there are supermassive black holes

물질이 거기로 빨려들어가고 있다고

which matter is falling on to.

추측하고 있는 것입니다.

So, you can't see the black hole itself,

결국 블랙홀을 직접 볼 수는 없지만

but you can convert the gravitational energy of the black hole

그곳의 중력에너지가 빛으로 변환되어

into the light we see.

우리에게 보이고 있는 것입니다.

So, there is the thought that maybe supermassive black holes

그것이 초거대 블랙홀이 은하중심부에 있을거라고

exist at the center of galaxies.

생각하는 이유입니다.

But it's a kind of indirect argument.

하지만 이것은 간접적인 이론입니다.

Nonetheless, it's given rise to the notion

그럼에도 불구하고

that maybe it's not just these prima donnas

그러한 사실로부터 초거대 블랙홀이

that have these supermassive black holes,

프리마돈나 은하뿐만 아니라

but rather all galaxies might harbor these

오히려 모든 은하의 중심에

supermassive black holes at their centers.

존재하는것이 아닌가 하고 추측하고 있습니다.

And if that's the case -- and this is an example of a normal galaxy;

예를 들어, 이것은 일반적인 은하인데

what we see is the star light.

우리가 보고 있는것은 항성의 빛입니다.

And if there is a supermassive black hole,

만약 여기에 초거대 블랙홀이 있다고 한다면

what we need to assume is that it's a black hole on a diet.

그 블랙홀이 '다이어트중이다' 라고 할 수 있겠죠.

Because that is the way to suppress the energetic phenomena that we see

왜냐하면 그것이 활동성 은하핵에서 보이는

in active galactic nuclei.

에너지현상을 억제하고 있기 때문입니다.

If we're going to look for these stealth black holes

만약 이러한 눈으로 보이지 않는 블랙홀을

at the center of galaxies,

은하중심에서 찾는다고 한다면

the best place to look is in our own galaxy, our Milky Way.

가장 적합한 것은 우리 은하입니다.

And this is a wide field picture

이것은 우리 은하 중심부를

taken of the center of the Milky Way.

광각으로 촬영한 사진입니다.

And what we see is a line of stars.

별의 띠가 보이고 있습니다.

And that is because we live in a galaxy which has

우리들이 평평하고 원반 모양을 한 형태의 은하에

a flattened, disk-like structure.

살고 있기 때문입니다.

And we live in the middle of it, so when we look towards the center,

우리는 그 중간지대에 살고 있고

we see this plane which defines the plane of the galaxy,

거기서 중심방향을 보면

or line that defines the plane of the galaxy.

은하면을 형성하는 면 또는 그 띠를 볼 수 있습니다.

Now, the advantage of studying our own galaxy

우리 은하를 연구해서 좋은 점은 단순히 그것이

is it's simply the closest example of the center of a galaxy

우리에게 가장 가까운 은하중심부이기 때문입니다.

that we're ever going to have, because the next closest galaxy

그 다음으로 가까운 은하라도

is 100 times further away.

100배 멀리 떨어져 있죠.

So, we can see far more detail in our galaxy

그렇기 때문에 다른 은하 보다

than anyplace else.

우리 은하를 더 자세히 볼 수 있습니다.

And as you'll see in a moment, the ability to see detail

지금부터 보여드릴겁니다만,

is key to this experiment.

어느 정도 자세히 보이는가가 연구의 열쇠가 됩니다.

So, how do astronomers prove that there is a lot of mass

그럼 천문학자는 어떻게 작은 공간에 거대한 질량이 존재한다고

inside a small volume?

이야기하는 것일까요?

Which is the job that I have to show you today.

그게 제가 오늘 보여드려야 할 것입니다.

And the tool that we use is to watch the way

우리가 쓰는 방법은 항성들이 블랙홀의 주위를

stars orbit the black hole.

돌고 있는것을 관찰하는 것입니다.

Stars will orbit the black hole

항성은 행성이 태양의 주위를 도는것과

in the very same way that planets orbit the sun.

마찬가지로 블랙홀의 주위를 돌고 있습니다.

It's the gravitational pull

중력에 의한 인력으로

that makes these things orbit.

물체의 공전궤도가 정해지는 것입니다.

If there were no massive objects these things would go flying off,

만약 거기에 거대한 질량이 존재하지 않는다면 항성은 날아가버리거나

or at least go at a much slower rate

좀 더 천천히 공전을 하겠죠.

because all that determines how they go around

왜냐하면 어떻게 공전하는가를 결정하는건

is how much mass is inside its orbit.

궤도안에 있는 질량이기 때문입니다.

So, this is great, because remember my job is to show

이거 딱 좋군요. 왜냐하면 제 일은

there is a lot of mass inside a small volume.

작은 공간에 거대한 질량이 있다는걸 설명하는 것이기 때문이죠.

So, if I know how fast it goes around, I know the mass.

결국 별이 공전하는 속도를 안다면 질량을 알 수 있으며

And if I know the scale of the orbit I know the radius.

궤도의 크기를 안다면 궤도의 반경도 알 수 있습니다.

So, I want to see the stars

그렇기 때문에 저는 은하 중심에

that are as close to the center of the galaxy as possible.

가능한 가까운 항성을 보고 싶은것입니다.

Because I want to show there is a mass inside as small a region as possible.

여러분에게 가능한 작은 영역에 질량이 있다는걸 보여드리고 싶기 때문이죠.

So, this means that I want to see a lot of detail.

그래서 할 수 있는 한 자세한 모습을 보고 싶어 하는 것입니다.

And that's the reason that for this experiment we've used

그러한 이유로 이 연구를 위해

the world's largest telescope.

세계최대의 망원경을 사용하고 있습니다.

This is the Keck observatory. It hosts two telescopes

여기는 케크 천문대입니다. 10미터짜리 반사경을 가진

with a mirror 10 meters, which is roughly

망원경이 2개 있고 지름이 대략

the diameter of a tennis court.

테니스코트 정도의 크기입니다.

Now, this is wonderful,

상당히 좋은 망원경이죠.

because the campaign promise

왜냐하면 커다란 망원경은

of large telescopes is that is that the bigger the telescope,

더 크면 클수록 작은 부분을 자세하게

the smaller the detail that we can see.

볼 수 있도록 해 주기 때문입니다,

But it turns out these telescopes, or any telescope on the ground

그러나 지상에 있는 모든 망원경은

has had a little bit of a challenge living up to this campaign promise.

그 성능을 발휘하는데 문제가 조금 있습니다.

And that is because of the atmosphere.

그것은 대기 때문입니다.

Atmosphere is great for us; it allows us

대기 덕분에 우리들은 지구에 살수 있죠.

to survive here on Earth.

좋은 것입니다.

But it's relatively challenging for astronomers

그러나 대기를 통해 천체의 빛을 보는 천문학자는

who want to look through the atmosphere to astronomical sources.

상대적으로 어려움이 있습니다.

So, to give you a sense of what this is like,

작은 개울의 물 위에서

it's actually like looking at a pebble

물 속 밑바닥에 있는 자갈을

at the bottom of a stream.

보는 것과 비슷한 이치입니다.

Looking at the pebble on the bottom of the stream,

물속에 있는 자갈을 보면

the stream is continuously moving and turbulent,

물의 흐름이 계속해서 산란을 일으켜

and that makes it very difficult to see the pebble on the bottom of the stream.

바닥에 있는 자갈을 자세히 보기가 매우 어렵습니다.

Very much in the same way, it's very difficult

마찬가지로 대기는 계속해서 움직이기 때문에

to see astronomical sources, because of the

대기를 통해서 천체의 빛을 관측하는것은

atmosphere that's continuously moving by.

상당히 어려운 일입니다.

So, I've spent a lot of my career working on ways

저는 제가 일하는 대부분의 시간동안 대기의 어른거림을 보정하고

to correct for the atmosphere, to give us a cleaner view.

또렷한 영상을 얻는데 시간을 보냈습니다.

And that buys us about a factor of 20.

그리하여 대략 20배정도 향상된 결과를 얻었습니다.

And I think all of you can agree that if you can

만약 생활을 20배 개선하는 방법을 알 수 있다면

figure out how to improve life by a factor of 20,

라이프스타일도 전혀 다른것이 되겠지요.

you've probably improved your lifestyle by a lot,

급여에서도 그럴 것이고

say your salary, you'd notice, or your kids, you'd notice.

아이들에 대해서도 그렇겠지요.

And this animation here shows you one example of

보고 계신 동영상은 우리들이 사용하고 있는

the techniques that we use, called adaptive optics.

적응광학계 (adaptive optics) 라고 불리는 기술의 일례입니다.

You're seeing an animation that goes between

지금 보시는 영상에서는

an example of what you would see if you don't use this technique --

이 기술을 사용하지 않았을때 보이는 영상,

in other words, just a picture that shows the stars --

즉 보통 보이는 별의 영상이 보이고

and the box is centered on the center of the galaxy,

박스 부분은 은하의 중심에 고정되어 있습니다.

where we think the black hole is.

거기에 블랙홀이 있을 것입니다.

So, without this technology you can't see the stars.

이 기술이 없이는 별이 보이지 않습니다.

With this technology all of a sudden you can see it.

보정기술을 사용하면 갑자기 별이 보이기 시작합니다.

This technology works by introducing a mirror

이 기술로 망원경의 광학시스템에

into the telescope optics system

대기의 어른거림에 대항하여 지속적으로

that's continuously changing to counteract what the atmosphere is doing to you.

변형하는 망원경을 도입하고 있습니다.

So, it's kind of like very fancy eyeglasses for your telescope.

그래서 망원경이 이렇게 멋진 안경을 쓰고 있는거죠.

Now, in the next few slides I'm just going to focus on

여기서부터 몇 장의 슬라이드는

that little square there.

그 작은 사각형 안쪽 부분에 주목할것입니다.

So, we're only going to look at the stars inside that small square,

다른 부분도 보이지만, 작은 사각형 안에 있는 별에만

although we've looked at all of them.

주목해 보겠습니다.

So, I want to see how these things have moved.

저는 항성이 어떻게 움직이는가를 알고 싶었습니다.

And over the course of this experiment, these stars

그런데 이 연구를 통해 항성이 상당히

have moved a tremendous amount.

빠르게 움직이고 있다는게 밝혀졌습니다.

So, we've been doing this experiment for 15 years,

우리는 이 연구를 15년간 해 왔으며,

and we see the stars go all the way around.

항성들이 공전운동을 하고 있는 것을 알았습니다.

Now, most astronomers have a favorite star,

대체로 천문학자들은 좋아하는 항성을 하나쯤 가지고 있는데,

and mine today is a star that's labeled up there, SO-2.

저는 오늘 제가 좋아하는 항성을 소개 하겠습니다.

Absolutely my favorite star in the world.

SO-2, 제가 가장 좋아하는 항성입니다.

And that's because it goes around in only 15 years.

왜냐하면 단 15년만에 일주하고 있기 때문이죠.

And to give you a sense of how short that is,

그게 얼마나 짧은 것인가라고 말씀드리면,

the sun takes 200 million years to go around the center of the galaxy.

예를들어 태양이 은하중심을 일주하는데 2억년이 걸립니다.

Stars that we knew about before, that were as close to the center of the galaxy

지금까지 알려진 별들 중 은하중심에 가장 가까웠던 별은

as possible, take 500 years.

무려 500년에 걸쳐 일주합니다.

And this one, this one goes around in a human lifetime.

이 별은 인간의 수명 내에 일주를 하는 것이죠.

That's kind of profound, in a way.

어떤 면에서는 심오한 것입니다.

But it's the key to this experiment. The orbit tells me

하지만 이것이 연구의 핵심입니다. 항성의 궤도를 통해 .

how much mass is inside a very small radius.

이와 같이 작은 반경 안에 어느 정도의 질량이 있는지를 알 수 있습니다

So, next we see a picture here that shows you

지금 보여드리는 사진에서는

before this experiment the size to which we could

연구를 하기 전에 은하중심부의 질량이

confine the mass of the center of the galaxy.

들어 있다고 여겨지던 크기를 보여주고 있습니다.

What we knew before is that there was four million

예전부터 이 원의 중심에 태양의 400배 되는

times the mass of the sun inside that circle.

질량이 있는 것으로 알려져 왔습니다.

And as you can see, there was a lot of other stuff inside that circle.

보시다시피 원의 중심에는 여러가지 물질이 존재합니다.

You can see a lot of stars.

항성이 매우 많이 있지요.

So, there was actually lots of alternatives

즉, 여러가지 물질이 대량으로 존재하였기 때문에

to the idea that there was a supermassive black hole at the center of the galaxy,

은하 중심에는 초거대 블랙홀이 있다라고 하는 설 이외에도

because you could put a lot of stuff in there.

많은 또 다른 선택지들이 있었습니다.

But with this experiment, we've confined

그러나 우리들의 연구에 의하면

that same mass to a much smaller volume

그와 같은 질량이 1천만분의 1이라고 하는

that's 10,000 times smaller.

엄청나게 작은 공간에 있는것이 알려졌습니다.

And because of that, we've been able to show

그래서 이 초거대 블랙홀이

that there is a supermassive black hole there.

존재한다고 설명할 수 있었던 것입니다.

To give you a sense of how small that size is,

얼마나 작은가라고 한다면

that's the size of our solar system.

대충 태양계 전체 크기정도입니다.

So, we're cramming four million times the mass of the sun

즉 태양의 400만배의 질량이 태양계와

into that small volume.

같은 정도로 압축되어 있다는 이야기입니다.

Now, truth in advertising. Right?

결국 제가 말한대로죠? 그렇죠?

I have told you my job is to get it down to the Schwarzchild radius.

제 일은 그것을 슈바르츠실트 반경까지 압축하는것이라고 말했습니다만

And the truth is, I'm not quite there.

실제는 그 정도까지는 하지 못했습니다.

But we actually have no alternative today

그러나 이렇게 질량이 집중된 현상을

to explaining this concentration of mass.

설명하는 방법은 이 이외에는 없습니다,

And, in fact, it's the best evidence we have to date

그리고 이것은 우리 은하중심에 초거대블랙홀이

for not only existence of a supermassive black hole

있다고 하는 증거뿐만 아니라

at the center of our own galaxy, but any in our universe.

다른 모든 은하에도 존재한다는 증거가 될 수 있습니다.

So, what next? I actually think

그럼 그 다음은 뭘까요?

this is about as good as we're going to do with today's technology,

사실 이것이 현재 기술로 할 수 있는 한계라고 생각합니다.

so let's move on with the problem.

여기서 문제를 파고들어가보죠.

So, what I want to tell you, very briefly,

저는 오늘날 우리가 알 수 있는

is a few examples

은하중심부에 관한

of the excitement of what we can do today

재미있는 몇 가지 예와 함께,

at the center of the galaxy, now that we know that there is,

은하중심부에 초거대 블랙홀이 있거나

or at least we believe,

또는 그렇게 믿고 있다는 것을

that there is a supermassive black hole there.

간단히 이야기 하였습니다.

And the fun phase of this experiment

이 연구에서 재미있는 점은

is, while we've tested some of our ideas

은하중심부에

about the consequences of a supermassive black hole

초거대 블랙홀이 있다는 생각을

being at the center of our galaxy,

검토해본 결과,

almost every single one

거의 모든 가설이 실제로 우리가 보는 것과

has been inconsistent with what we actually see.

달랐다는 것입니다.

And that's the fun.

재미있죠.

So, let me give you the two examples.

두 가지 예를 들어보겠습니다.

You can ask, "What do you expect

은하 중심부에 오랫동안 존재했던

for the old stars, stars that have been around the center of the galaxy

나이든 별들은 블랙홀과

for a long time, they've had plenty of time to interact with the black hole."

장기간 상호작용하여 어떤 모습이 되어 있을까요?

What you expect there is that old stars

예상해 보건대 나이든 항성이

should be very clustered around the black hole.

블랙홀의 주위에 모여들어 있는 상태겠죠.

You should see a lot of old stars next to that black hole.

블랙홀 근처에 나이든 항성이 많이 있다는 것은 틀림 없을 겁니다.

Likewise, for the young stars, or in contrast, the young stars,

마찬가지로 또는 대조적으로 젊은 항성은

they just should not be there.

거기 있을 수가 없을 겁니다.

A black hole does not make a kind neighbor to a stellar nursery.

블랙홀은 별의 요람으로서는 그다지 좋은 장소가 아닙니다.

To get a star to form, you need a big ball of gas and dust to collapse.

항성이 생겨나기 위해선 상당히 큰 가스와 먼지 덩어리가 필요합니다.

And it's a very fragile entity.

그것은 상당히 붕괴되기 쉽죠.

And what does the big black hole do?

블랙홀은 무엇을 한다고 생각하시나요?

It strips that gas cloud apart.

가스를 빼앗아갑니다.

It pulls much stronger on one side than the other

한쪽을 더욱 강한 인력으로 끌어당겨

and the cloud is stripped apart.

가스 구름이 흩어지고 맙니다.

In fact, we anticipated that star formation shouldn't proceed in that environment.

사실, 별의 탄생은 이러한 장소에서 일어나지 않을거라고 예측하고 있었습니다.

So, you shouldn't see young stars.

그래서 젊은 항성은 거기 있을 수 없다는거죠.

So, what do we see?

실제로는 어떨까요?

Using observations that are not the ones I've shown you today,

오늘 보여드린 적 없었던 관측 결과를 사용해 보면

we can actually figure out which ones are old and which ones are young.

나이든 항성이 어떤 것이고 젊은 항성이 어떤 것인지 알 수가 있습니다.

The old ones are red.

붉은 것이 나이든 항성이고

The young ones are blue. And the yellow ones, we don't know yet.

푸른 것이 젊은 항성입니다. 노란색은 아직 잘 모릅니다.

So, you can already see the surprise.

이걸 보시고 깜짝 놀라셨겠죠.

There is a dearth of old stars.

나이든 항성은 일부에 불과하고

There is an abundance of young stars, so it's the exact opposite of the prediction.

젊은 항성이 아주 많이 있습니다. 예상과는 완전 반대인거죠.

So, this is the fun part.

재미있죠?

And in fact, today, this is what we're trying to figure out,

이 미스테리한 결과,

this mystery of how do you get --

이 모순을 어떻게 해결할 것인가를

how do you resolve this contradiction.

설명하려고 하고 있습니다.

So, in fact, my graduate students

실제 우리 학교의 대학원생이

are, at this very moment, today, at the telescope,

오늘 이 순간도 하와이의 케크 망원경으로

in Hawaii, making observations to get us

관측을 계속하고 있고

hopefully to the next stage,

다음 단계가 되면

where we can address this question

왜 젊은 항성이 많고

of why are there so many young stars,

나이든 항성이 적은가를

and so few old stars.

설명할 수 있기를 바라고 있습니다.

To make further progress we really need to look at the orbits

더욱 나아가기 위해서는 더 먼 항성의 궤도를

of stars that are much further away.

조사할 필요가 있습니다.

To do that we'll probably need much more

그러기 위해서는 아마도 현재보다 더욱더

sophisticated technology than we have today.

발전된 기술이 필요할 겁니다.

Because, in truth, while I said we're correcting

왜냐하면 저는 대기의 어른거림을

for the Earth's atmosphere, we actually only

보정하고 있습니다만, 사실 에러의

correct for half the errors that are introduced.

절반 정도밖에 보정되어 있지 않습니다.

We do this by shooting a laser up into the atmosphere,

이 작업을 위해 대기속으로 레이저를 쏘아올리고 있으며,

and what we think we can do is if we

레이저를 조금만 더 늘리면

shine a few more that we can correct the rest.

남은 보정 작업도 가능할 것입니다.

So this is what we hope to do in the next few years.

앞으로 수년안에 가능하다면 좋겠다고 희망합니다.

And on a much longer time scale,

그리고 더 오랜 시간에 걸쳐

what we hope to do is build even larger telescopes,

더욱 커다란 망원경을 건설하고 싶습니다.

because, remember, bigger is better in astronomy.

왜냐하면 천문학에서는 커다란 것이 더 좋은 것이기 때문입니다.

So, we want to build a 30 meter telescope.

그래서 직경 30미터짜리 망원경을 건설하고 싶습니다.

And with this telescope we should be able to see

그 망원경을 사용한다면 더욱 은하 중심부에 가까운

stars that are even closer to the center of the galaxy.

항성을 관측하는것이 가능할 것입니다.

And we hope to be able to test some of

그리고 아인슈타인의

Einstein's theories of general relativity,

일반상대성이론을 검증하고

some ideas in cosmology about how galaxies form.

은하의 형성에 관한 우주론을 검토하고 싶은 것입니다.

So, we think the future of this experiment

이 연구의 미래는

is quite exciting.

매우 흥미롭습니다.

So, in conclusion, I'm going to show you an animation

정리해 보겠습니다. 지금 보여드리는 영상은

that basically shows you how these

이러한 궤도들이 3차원공간에서

orbits have been moving, in three dimensions.

어떻게 움직이는가를 보여주고 있습니다.

And I hope, if nothing else,

그리고 무엇보다도

I've convinced you that, one, we do in fact

먼저 설명드리고 싶은것은

have a supermassive black hole at the center of the galaxy.

첫째, 은하중심부에 초거대 블랙홀이 존재한다는것이며

And this means that these things do exist in our universe,

그것이 우주 전체에 존재하고

and we have to contend with this, we have to explain

우리들의 물리학세계를 통해

how you can get these objects in our physical world.

어떻게 블랙홀을 이해할 수 있는가를 설명하지 않으면 안됩니다.

Second, we've been able to look at that interaction

둘째, 초거대 블랙홀이

of how supermassive black holes interact,

어떤 상호작용을 하는가를 관측하고

and understand, maybe, the role in which they play

또한 은하의 형성에 이르는 블랙홀의 역할과

in shaping what galaxies are, and how they work.

그 방법을 이해하는 것입니다.

And last but not least,

그리고 마지막으로

none of this would have happened

이러한것들 중 어느것 하나라도

without the advent of the tremendous progress

기술의 최전선에 다가간 커다란 발전 없이는

that's been made on the technology front.

일어날 수 없는 일이라는 것이며

And we think that this is a field that is moving incredibly fast,

또한 그 분야는 상당히 빠르게 발전 하고 있어서

and holds a lot in store for the future.

커다란 장래성을 가지고 있다고 생각합니다.

Thanks very much.

감사합니다.

(Applause)

(박수)