사이언스 올제

스페셜리포트 우주의 끝으로 열린 창

감마선 광역 우주망원경, 암흑물질과 그 밖의 신비한 현상들에 대한 증거가 감춰져 있는 전자기파 스펙트럼의 미(未)탐사 영역을 확짝 연다.

글 | William B. Atwood, Peter F. Michelson, Steven Ritz!

내년 봄 과학자들은 극적이고 새로운 우주의 모습을 펼쳐보일 것이다. 미 항공우주국(NASA)은 감마선 광역 우주망원경(GLAST: Gamma-ray Large Area Space Telescope)을 발사하여 엄청난 세기의 고에너지 감마선을 방출하고 있는 초거대 블랙홀과 중성자별 등 기묘한 환경을 탐사할 예정이다. 거의 같은 시기에 제네바 근교에 위치한 유럽 입자물리학 연구소(CERN)에서 대형 강입자 가속기(LHC: Large Hadron Collider)가 가동을 개시하여 자연을 구성하고 있는 기본 입자들의 모습을 지금까지 볼 수 없었던 가장 가까운 거리에서 관찰하고 이들의 상호작용을 밝혀낸다. GLAST는 LHC가 조사하는 것과 동일한 일부 미시 현상을 조사해서 이들이 우주라는 자연 환경 속에서 어떻게 작용하는지 밝힐 것이다. 과학 역사상 이처럼 흥미진진하고 혁명적인 시대는 드물다.

감마선은 전자기파 스펙트럼의 끝에 놓인, 에너지가 가장 크고 파장이 가장 짧은 복사선이다. 감마선 광자는 가시광선은 물론 엑스선보다도 에너지가 훨씬 커서 광자 한 개의 에너지 일부가 아인슈타인의 유명한 공식 E=mc2이 의미하는 과정을 통해 물질 입자로 전환될 정도이다.

.감마선으로 관측한 하늘은 놀라울 정도로 풍부하고 변화무쌍하여 우리가 눈으로 체험하는 하늘과 아주 다르다. 고요하게 보이는 밤하늘은 광속에 가까운 속도로 물질을 공간에 흩뿌리는 초거대 블랙홀들, 굉장하게 폭발하는 별들과 폭발의 잔광, 자기장이 엄청나게 강한 초고밀도 중성자별들, 우주선이라고 부르는 대전 입자들의 상호 충돌로 인해 고에너지 영역에서 빛나는 은하들로 들끓는 도가니이다. 우주에서 쏟아지는 감마선 중 일부는 신비한 암흑물질을 구성하고 있는 이상한 입자들이 소멸하면서 발생하는 것일지 모른다. LHC의 목적에는 실험실에서 이런 입자들을 만들어내려는 것도 있다.

작고한 물리학자 Philip Morrison은 1958년에...

*특집기사 단어*

.●active galactic nucleus (AGN) 활성은하핵(AGN) ●adjunct professor 외래교수

●Annihilation 소멸 ●burbling froth 부글부글 끓고 있는 거품 ●BurstMonitor 폭발 감시기

●Compton Gamma Ray Observatory 컴프턴 감마선 관측위성 ●continuum 연속체

●convergence (두학문의)수렴 ●dark particles 암흑 입자 ●distinct disciplines 서로다른(두)학문

●dovetail with 긴밀히 협조하다 ●Exotic (particles, environments) 특이한,기묘한,이상한(입자,환경)

●extra dimensions of space 여분의 공간 차원 ●foamy 거품구조의 ●GLAST 감마선광역우주망원경

●interactivity 상호작용성 ●Kaluza-Klein gravitons Kaluza-Klein중력자

●Large Area Telescope 광역망원경 ●LHC 대형강입자가속기 ●magnetars 자석별

●missing mass 사라진 질량

●Nature’s fundamental building blocks 자연을 구성하고 있는 기본 입자들

●Neutronstars 중성자별

●nuclear and subnuclear processes 핵이나 기본입자 간 반응

●on closer examination 자세히 살펴보면 ●Probe 탐사하다, 탐색하다

●quantum fluctuation in energy 에너지의 양자요동

●Standard Model of particlep hysics 입자물리학의 표준모형

●Stanford Linear Accelerator Center 스탠퍼드 선형가속기센터

●Supercondcting Super Collider 초전도 슈퍼 가속기

●Super massive blackholes 초거대 블랙홀

●than meets the eye 눈에 보이는 것 이상의

●they splatter on our atmosphere.지구 대기층에 들어와서는 흙탕물을 튀기면서 달리는 자동차처럼 행동한다.

●transmute into an electron and a positron 전자와 양전자로 변환된다