Your body was forged in the spectacular death of stars | Enrico Ramirez-Ruiz

Translator: Ivana Korom Reviewer: Krystian Aparta

번역: Somyeong Kim 검토: hansom Lee

We are all atomically connected.

우리는 원자단위로 연결되었습니다.

Fundamentally, universally.

근본적으로, 그리고 우주적으로요.

But what does that mean?

그렇지만 이건 정확히 무슨 뜻일까요?

I'm an astrophysicist, and as such,

저는 천체물리학자이고,

it is my responsibility to trace the cosmic history

여러분 몸을 구성하고 있는 원자의 우주의 역사를

of every single one of your atoms.

추적하는 게 제 일입니다.

In fact, I would say

사실, 저는

that one of the greatest achievements of modern astronomy

원자들이 모여 우리 몸을 이루게 된 과정을 밝혀낸 것이

is the understanding of how our atoms were actually put together.

현대 천문학의 가장 큰 성과 중 하나라 생각합니다.

While hydrogen and helium were made

수소와 헬륨은 빅뱅 직후

during the first two minutes of the big bang,

2분 만에 만들어졌지만

the origin of heavy elements,

중원소의 경우는,

such as the iron in your blood, the oxygen we're breathing,

그러니까 여러분 피 속의 철분, 우리가 들이마시는 산소,

the silicone in your computers,

컴퓨터 속 실리콘 등의 기원은

lies in the life cycle of stars.

별의 생성 주기에서 찾아야 합니다.

Nuclear reactions take lighter elements and transform them into heavier ones,

핵반응은 가벼운 원소를 더 무거운 원소로 변환하면서,

and that causes stars to shine

그 과정에서 별이 빛나게 되고

and ultimately explode,

결국에는 폭발해

therefore enriching the universe with these heavy elements.

많은 중원소를 우주로 방출합니다.

So without stellar death

별의 죽음 없이는

there would be no oxygen

산소는 물론이고

or other elements heavier than hydrogen and helium,

수소와 헬륨보다 무거운 원소들도 없을 테니,

and therefore, there would be no life.

당연히 생명체도 존재할 수 없을 겁니다.

There are more atoms in our bodies

한 사람의 몸을 이루는 원자는

than stars in the universe.

우주 전체의 별보다 수가 많습니다.

And these atoms are extremely durable.

그리고 이러한 원자는 아주 견고합니다.

The origins of our atoms

우리 몸을 구성하는 원자의 기원은

can be traceable to stars that manufactured them in their interiors

별 안에서 생성 된 원자들과

and exploded them all across the Milky Way,

수억 년 전, 폭발해서 은하수 전체로 퍼져나간

billions of years ago.

원자들을 추적해 보면 됩니다.

제가 이걸 알고 있는 이유는

And I should know this,

because I am indeed a certified stellar mortician.

제가 바로 공인된 항성 장의사기 때문이죠.

(Laughter)

(웃음)

And today, I want to take you on a journey that starts in a supernova explosion

이 자리에서, 저는 초신성 폭발에서 시작해

and ends with the air that we're breathing right now.

우리가 지금 호흡하는 공기에 이르는 여행길로 여러분을 안내하려 합니다.

So what is our body made of?

우리 몸은 무엇으로 이루어져 있을까요?

Ninety-six percent consists of only four elements:

몸의 96%는 네 가지 원소만으로 구성되어 있습니다.

hydrogen, carbon, oxygen and nitrogen.

바로 수소, 탄소, 산소, 질소입니다.

Now the main character of this cosmic tale is oxygen.

그 중에서도 우주의 주인공은 산소입니다.

Not only is the vast majority of our bodies made of oxygen,

우리의 몸을 구성하는 대부분의 원소가 산소여서만은 아니고

but oxygen is the one element fighting to protect life on earth.

지구에서 생명체들이 살아가는데 아주 중요한 원소이기 때문입니다.

The vast majority of oxygen in the universe

우주에 존재하는 산소의 대부분은

was indeed produced over the entire history of the universe

우주 역사 전반에서 걸쳐서

in these supernova explosions.

항상 일어났던 초신성 폭발로 인해 생성되었습니다.

These supernova explosions signal the demise of very massive stars.

초신성 폭발은 아주 거대한 별의 죽음을 알리는 신호입니다.

And for a brilliant month,

가끔 한 달 정도,

one supernova explosion can be brighter than an entire galaxy

초신성 폭발 하나가 수십억 개의 별로 이루어진 은하계 전체보다

containing billions of stars.

밝을 때도 있습니다.

That is truly remarkable.

아주 인상적이죠.

That is because massive stars burn brighter

왜냐하면 거대한 별은 밝게 타오르면서

and have a spectacular death, compared to other stars.

다른 별들보다 더 장엄한 죽음을 맞기 때문입니다.

Nuclear fusion is really the lifeblood of all stars,

핵융합은 태양을 비롯한 모든 별의 생명줄이어서,

including the sun,

and as a result is the root source of all the energy on earth.

그 결과 지구의 존재하는 모든 에너지의 기원이 되죠.

You can think of stars as these fusion factories

별은 뜨겁고 밀도 높은 내부에서

which are powered by smashing atoms together

원자를 서로 충돌시켜 에너지를 얻는

in their hot and dense interiors.

융합 공장으로 볼 수 있습니다.

Now, stars like our sun,

태양 같은 별은,

which are relatively small,

비교적 작은 별이라,

burn hydrogen into helium,

수소를 태워 헬륨으로 만들지만,

but heavier stars of about eight times the mass of the sun

태양보다 약 8배 이상 무거운 별은

continue this burning cycle

이 융합 반응을 계속해

even after they exhausted their helium in their cores.

중심에 있는 헬륨을 모두 소진한 후에도 멈추지 않습니다.

So at this point,

이렇게 되면,

the massive star is left with a carbon core,

이 거대한 별의 중심에는 탄소만 남아 있습니다.

which, as you know, is the building block of life.

여러분이 알다시피, 생명체를 구성하는 핵심 원소죠.

This carbon core continues to collapse

이 탄소 중심은 계속 붕괴해

and as a result, the temperature increases,

내부 온도가 상승시켜

which allows further nuclear reactions to take place,

더 많은 핵반응을 일으키죠.

and carbon then burns into oxygen,

그러면 탄소가 산소로 변하고,

into neon, silicon, sulphur

다시 네온, 실리콘, 황으로

and ultimately iron.

그리고 철로 변합니다.

And iron is the end.

철 다음은 없습니다.

Why?

왜냐고요?

Because iron is the most bound nuclei in the universe,

철은 우주에서 핵이 가장 많이 융합된 원소이기 때문이죠.

which means that we cannot extract energy by burning iron.

그 말은 태워서 에너지를 얻을 수 없다는 말입니다.

So when the entire core of the massive star is made of iron,

그래서 거대한 별의 중심이 철을 만들고 나면,

it's run out of fuel.

연료가 떨어진 겁니다.

And that's an incredibly bad day for a star.

그 별에게는 아주 재수없는 날이죠.

(Laughter)

(웃음)

Without fuel, it cannot generate heat,

연료가 없으니, 열을 발생시킬 수도 없고,

and therefore gravity has won the battle.

그러니 중력에도 저항할 수가 없죠.

The iron core has no other choice but to collapse,

철로 된 중심은 선택의 여지 없이 붕괴되고,

reaching incredibly high densities.

엄청나게 높은 밀도를 가지게 되죠.

Think of 300 million tons

3억 톤의 질량이

reduced to a space the size of a sugar cube.

각설탕만 한 크기로 압축되어 있다고 상상해 보세요.

At these extreme high densities, the core actually resists collapse,

이렇게 엄청난 밀도에 이르면, 중심은 붕괴를 멈추고,

and as a result,

그에 따라,

all of this infalling material bounces off the core.

중심에 들어있던 모든 물질들이 바깥으로 튕겨져 나갑니다.

And this dramatic bounce,

이 엄청난 분출이

which happens in a fraction of a second or so,

채 1초도 되지 않는 찰나에,

is responsible for ejecting the rest of the star in all directions,

사방에 모든 별이 튕겨져 나가게 되어서,

ultimately forming a supernova explosion.

결국에는 초신성 폭발을 일으킵니다.

So, sadly, from the perspective of an astrophysicist,

천체물리학자 입장에서는 아쉽게도,

the conditions in the centers of these exploding stars

별의 중심이 폭발하는 것과 같은 환경은

cannot be recreated in a laboratory.

실험실에서 재현하기 어렵습니다.

(Laughter)

(웃음)

Now, thankfully for humanity, we're not able to do that.

저희가 이렇게 할 수 없으니, 인류에게는 다행이죠.

(Laughter)

(웃음)

But what does that mean?

그럼 어떻게 해야 할까요?

That means that as astrophysicists,

우리 천체물리학자는,

we have to rely on sophisticated computer simulations

초신성 폭발이라는 복잡한 현상을 이해하기 위해

in order to understand these complex phenomena.

정교한 컴퓨터 시뮬레이션에 의존할 수밖에 없습니다.

These simulations can be used to really understand how gas behaves

시뮬레이션은 이러한 극단적인 환경 아래에서

under such extreme conditions.

가스의 움직임을 보여줍니다.

이런 질문의 해답을 찾는 데도 시뮬레이션을 이용합니다.

And can be used to answer fundamental questions

like, "What ultimately disrupted the massive star?"

"거대한 별을 분열시키는 직접적인 원인이 뭘까?"

"How is it that this implosion can be reversed into an explosion?"

"별의 내부 폭발이 어떻게 밖을 향한 폭발로 바뀌는 걸까?"

There's a huge amount of debate in the field,

여기에 관해는 아직 수많은 논쟁을 벌이고 있지만,

but we all agree that neutrinos,

관측하기 힘든 미립자인 중성미자가

which are these elusive elementary particles,

중요한 역할을 맡는다는 점에서는

play a crucial role.

학계의 의견이 일치합니다.

Yeah?

아시겠나요?

I'm about to show you one of those simulations.

이러한 시물레이션들 중 하나를 보여드릴 겁니다.

So neutrinos are produced in huge numbers once the core collapses.

중성미자는 중심이 붕괴할 때 다량 생성됩니다.

And in fact,

그리고,

they are responsible for transferring the energy in this core.

이러한 중성미자는 중심에서 에너지를 변환시키죠.

Like thermal radiation in a heater,

온풍기에서 열을 발생시키듯,

neutrinos pump energy into the core,

중성미자는 중심에서 에너지를 만들어내며,

increasing the possibility of disrupting the star.

별의 붕괴할 수 있는 가능성을 더 높이죠.

In fact, for about a fraction of a second,

일 초도 되지 않는 그 찰나의 순간에,

neutrinos pump so much energy

중성미자가 엄청난 에너지를 생성해

that the pressure increases high enough that a shock wave is produced

내부 압력이 상승하면서 그 충격의 여파로

and the shock wave goes and disrupts the entire star.

별 전체가 붕괴되는 겁니다.

And it is in that shock wave where elements are produced.

이러한 충격의 여파로 원소들이 생겨나는 것이죠.

So thank you, neutrinos.

그러니까 고마워요, 중성자.

(Laughter)

(웃음)

Supernovas shine bright,

초신성은 밝게 빛나면서,

and for a brief period of time,

아주 짧은 순간에,

they radiate more energy than the sun will in its entire lifetime.

태양이 평생 방출할 것보다 많은 에너지를 내뿜습니다.

That point of light that you see there,

여기 밝게 빛나는 지점은,

which was certainly not there before,

이전에는 그 곳에 없었는데,

burns like a beacon,

신호등처럼 빛을 내,

clearly indicating the position where the massive star has died.

거대한 별이 어디서 죽었는지를 확실하게 알려줍니다.

In a galaxy like our own Milky Way,

저희의 은하계 같은 경우,

we estimate that about once every 50 years,

50년마다 거대한 별 하나가 죽는다고

a massive star dies.

추정하고 있습니다.

This implies that somewhere in the universe,

그렇다면 우주 어딘가에서는

there's a supernova explosion every second or so.

거의 매초마다 초신성 폭발이 일어난다는 뜻입니다.

And thankfully for astronomers,

천문학자들에게는 고맙게도,

some of them are actually found relatively close to earth.

그 중 일부는 지구에서 상대적으로 가까워 관측할 수 있습니다.

Various civilizations recorded these supernova explosions

많은 문명이 초신성 폭발을 목격하고 기록으로 남겼습니다.

long before the telescope was invented.

망원경이 발명되기 한참 이전부터요.

The most famous of all of them

그들 중 가장 유명한 사례는

is probably the supernova explosion that gave rise to the Crab Nebula.

게 성운이 일으킨 초신성 폭발일겁니다.

Yeah?

들어보셨나요?

Korean and Chinese astronomers recorded this supernova in 1054,

한국과 중국의 천문학자가 1054년에 이 초신성 폭발을 기록했고,

as did, almost certainly, Native Americans.

아메리카 인디언들도 분명히 발견한 걸로 추정됩니다.

This supernova happened about 5,600 light-years away from earth.

이 초신성은 지구로부터 5600광년 떨어진 곳에서 폭발했습니다.

And it was so incredibly bright

폭발이 얼마나 밝았던지

that astronomers could see it during the day.

천문학자들이 그걸 낮에 관측했습니다.

And it was visible to the naked eye for about two years in the night sky.

밤하늘에서는 2년 동안 육안으로 관측이 가능했습니다.

Fast forward 1,000 years or so later, and what do we see?

1000년 정도 시간이 흐른 지금은 어떨까요?

We see these filaments that were blasted by the explosion,

폭발로 인해 생긴 이러한 빛들을 볼 수 있습니다.

moving at 300 miles per second.

초당 약 500km의 속도로 움직이고 있는.

These filaments are essential for us to understand

이러한 빛들은 거대한 별이 어떻게 죽었는지

이해하는 데 필수적인 요소입니다.

how massive stars die.

The image that you see there

지금 보시는 사진은

was assembled by the Hubble Space Telescope

허블 우주 망원경이 석 달에 걸쳐

over a span of three months.

촬영한 결과물입니다.

And it is incredibly important to astronomers

이것이 천문학자에게 몹시 중요한 이유는,

because it ultimately carries the chemical legacy

이것이 별이 폭발할 때 남은

of the star that exploded.

화학 잔여물을 가져오기 때문입니다.

The orange filaments that you see there are the tattered remains of the star,

지금 보시는 주황색 빛은 죽은 별에서 나온 잔해인데

and are made primarily of hydrogen,

대부분 수소로 이루어져 있습니다.

while the blue and red filaments that you see

하지만 푸른색이나 빨간색 빛은

are the freshly synthesized oxygen.

이제 막 합쳐진 산소입니다.

So studying supernova remnants, like the Crab Nebula,

게 성운을 비롯한 초신성 잔해를 연구하며,

allowed astronomers to firmly conclude

천문학자들은 공통적으로 결론을 내렸는데

that the vast majority of oxygen on earth was produced by supernova explosions

그건 지구에 존재하는 산소 대부분은 우주 전반에 걸친

무수한 초신성의 폭발로 인해 생겨났다는 사실입니다.

over the history of the universe.

And we can estimate

저희는 우리 몸을 구성하고 있는 산소를 얻으려면,

that in order to assemble all the atoms of oxygen in our body,

초신성 폭발을 1억 번 정도 해야 한다고 추정하고 있습니다.

it took on the order of a 100 million supernova.

So every bit of you, or at least the majority of it,

그러니 여러분 각각은 적어도 대부분은

came from one of these supernova explosions.

어떤 초신성의 폭발에서 비롯된 겁니다.

So now you may be wondering,

그러면 궁금하실 텐데요.

how is it that these atoms

극단적인 환경에서 만들어진

that were generated in such extreme conditions

이러한 원자들이

ultimately took residence in our body?

어떻게 우리 몸을 구성하게 되었을지?

So I want you to follow the thought experiment.

간단한 사고 실험을 하나 해봅시다.

Imagine that we're in the Milky Way, and a supernova happens.

우리 은하에서 초신성이 하나 폭발했다고 상상해보세요.

It blasted tons and tons of oxygen atoms

엄청나게 많은 산소 원자가

almost into empty space.

텅 빈 공간으로 날아갑니다.

A few of them were able to be assembled in a cloud.

그 중 일부는 서로 뭉쳐서 성운을 형성했습니다.

Now, 4.5 billion years ago,

그러다 45억년 전,

something unsettled that cloud and caused it to collapse,

성운의 불안정한 무언가가 성운의 붕괴를 일으켜,

forming the sun in its center and the solar system.

그 중심에 태양을 만들고 태양계를 형성했습니다.

So the sun, the planets and life on earth

그래서 태양과, 행성들, 그리고 지구에 사는 생명체들은

depend on this beautiful cycle

별이 태어나서 죽음을 맞고, 또 다시 태어나는

of stellar birth, stellar death and stellar rebirth.

생성주기에서 비롯된 셈입니다.

And this continues the recycling of atoms in the universe.

원자의 이러한 순환은 우주에서 계속 됩니다.

And as a result, astronomy and chemistry are intimately connected.

그러니까 천문학은 화학과 밀접하게 연관되어 있습니다.

We are life forms that have evolved to inhale the waste products of plants.

우리는 식물이 내뿜는 부산물을 호흡하도록 진화한 생명체입니다.

이제 여러분은 저희가 초신성의 잔해물 또한

But now you know

that we also inhale the waste products of supernova explosions.

들이마시고 있다는 사실을 알게 됐습니다.

(Laughter)

(웃음)

So take a moment, inhale.

한 번 숨을 들이마셔 보세요.

An oxygen atom has just gone into your body.

방금 여러분의 몸 안으로 산소 원자 하나가 들어갔습니다.

It is certain that that oxygen [atom]

이 산소 원자는

remembers that it was in the interior of a star

어떤 별의 내부에 있었을테고

and it was probably manufactured by a supernova explosion.

아마도 초신성 폭발로부터 만들어졌을 겁니다.

This atom may have traveled the entire solar system

태양계 이곳 저곳을 한참이나 떠돈 후에야

until it splashed on earth,

마침내 지구에 떨어져서,

long before reaching you.

바로 여러분에게 닿은 것이죠.

When we breathe,

우리가 숨을 쉴 때,

we use hundreds of liters of oxygen every day.

매일 수백 리터의 산소를 소모합니다.

So I'm incredibly lucky to be standing in front of this beautiful audience,

이렇게 여러분 앞에서 강연할 기회를 갖게 되어 영광이지만,

but I'm actually stealing your oxygen atoms.

실은 여러분의 산소를 제가 훔쳐가고 있는 셈입니다.

(Laughter)

(웃음)

And because I'm speaking to you,

그래서 여러분을 향해 말하면서,

I'm giving you some of them back, that once resided in me.

제가 마신 산소 중 일부는 다시 여러분께 돌려드리고 있습니다.

So breathing, yeah,

그러니 호흡 역시,

participates in this beautiful exchange of atoms.

이 아름다운 원자 순환의 일부라고 할 수 있죠.

And you can then ask,

이렇게 물으실 수도 있겠죠.

"Well, how many atoms in our body once belonged to Frida Kahlo?"

"제 몸의 원자 중 몇 개나 프리다 칼로의 몸에 있었을까요?"

(Laughter)

(웃음)

About 100,000 of them.

답은 약 100,000개입니다.

100,000 more probably belonged to Marie Curie,

다른 100,000개는 마리 퀴리에게,

100,000 more to Sally Ride,

또 다른 100,000개는 샐리 라이드나

or whoever you want to think of.

여러분이 떠올린 누군가에게 있었을 겁니다.

So breathing is not only filling our lungs with cosmic history,

그러니까 호흡은 폐에 우주의 역사만이 담기는 것이 아니라

인류의 역사도 담깁니다.

but with human history.

I would like to end my talk by sharing a myth

제가 좋아해 마지않는 신화를 하나 소개하며

that is very close to my heart.

강연을 마칠까 합니다.

A myth from the Chichimeca culture,

중앙 아메리카 문화에서 꽤 강력하게 믿고 있는

which is a very powerful Mesoamerican culture.

치치메카의 전통 신화입니다.

And the Chichimecas believe

치치메카 사람들은 우리 정수가

that our essence was assembled in the heavens.

하늘에서 만들어진다고 믿습니다.

And on its journey towards us,

하지만 지상으로 내려오면서,

it actually fragmented into tons of different pieces.

정수가 무수히 많은 조각으로 쪼개진다고 여기죠.

So my abuelo used to say,

제 할아버지도 말씀하시길,

"One of the reasons you feel incomplete

"네가 스스로 불완전하다고 느끼는 이유는

is because you are missing your pieces."

네 일부를 잃어버려서란다."

(Laughter)

(웃음)

"But don't be fooled by that.

"하지만 걱정할 것 없어.

You've been given an incredible opportunity of growth.

오히려 성장할 수 있는 좋은 기회를 얻은 거니까.

Why?

왜냐고?

Because it's not like those pieces were scattered on earth

땅바닥에 떨어트린 조각들처럼

and you have to go and pick them up.

네가 줍고 다니거나 해야 하는 게 아니거든.

No, those pieces fell into other people.

그래, 이러한 조각들은 다른 사람들에게 있어.

And only by sharing them you will become more complete.

그들과 삶을 나누어야만 온전해질 수 있단다.

Yes, during your life,

살다가,

there's going to be individuals that have these huge pieces

유달리 큰 조각을 가진 사람들을 만나면

that make you feel whole.

온전해졌다고 느낄 거야.

But in your quest of being complete,

하지만 정말로 온전해지려면,

you have to treasure and share every single one of those pieces."

아무리 작은 조각이라도 소중히 여기고 함께 나눠야 한단다."

Sounds a lot like the story of oxygen to me.

저한테는 산소 원자에 대한 이야기로 들립니다.

(Laughter)

(웃음)

Which started in the heavens in a supernova explosion,

저 하늘에서 시작 된 초신성 폭발이

and continues today,

오늘날까지 계속되어

within the confines of our humanity.

저희들의 인간성을 구성하니까요.

Our atoms in our body have embarked on an epic odyssey,

우리 몸을 이루는 원자는 오래 전 기나긴 여정을 시작했습니다.

with time spans from billions of years to mere centuries,

짧아도 수백 년, 때로 수십억 년에 이르는 여정의 끝에

all leading to you,

전부 당신에게,

all of you,

여러분 모두에게,

witnesses of the universe.

우주의 목격자에게 도달했습니다.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)