2011/4/29(금)
천문학자인 에드윈 허블(Edwin Hubble, 1889~1953)  

우주의 먼 곳까지 이해하려는 인간의 욕망은 거대한 망원경을 탄생시켰다. 최초로 천체망원경을 발명한 사람은 바로 갈릴레오 갈릴레이(Galileo Galilei, 1564~1642)다. 갈릴레이는 본디 빛의 굴절과 렌즈에 관심이 많았다. 그런데 그가 베네치아를 여행하던 중 오란다라는 지역의 한 안경방의 주인이 렌즈를 조합하여 망원경을 발명했다는 소식을 듣게 되었고, 망원경에 더욱 많은 관심을 갖게 된다. 갈릴레이는 렌즈를 이리저리 조합하면서 최초로 자신만의 망원경을 만들게 되는데, 이 망원경은 사물을 약 3배가량 확대할 수 있었다고 한다.

이 최초의 망원경 역시 오늘날의 망원경의 토대가 된 중요한 발명품이지만, 갈릴레오는 여기서 멈추지 않았다. 그는 사물을 몇 배 확대할 수 있는 망원경을 훌쩍 뛰어넘어 지구의 바깥을 관측할 수 있는 천체망원경까지 만들어 낸 것이다. 그리고 목성을 비롯한 타 행성의 뚜렷한 모습을 자신의 두 눈으로 확인하기에 이른다.

갈릴레오의 이 업적은 우주를 바라보는 인류의 시각을 완전히 바꿔놓았다. 그리고 갈릴레오 망원경(Galilean telescope)의 등장은 도구를 이용해 작은 인간이 거대한 우주를 관측할 수 있다는 가능성을 증명해 보인 일대 사건이었다.



우주를 향한 갈릴레오의 꿈은 오늘날 우주천체망원경에서 여전히 이어지고 있다. 그 중에서 가장 잘 알려진 것은 바로 '허블 망원경'일 것이다. 갈릴레오는 20여 년의 노력 끝에 우주를 선명하게 관측할 수 있었지만, 우리는 우주의 사진을 쉽게 구할 수 있다. 허블 망원경을 통해 얻은 우주의 이미지들이 바로 그것이다.

우주에서 출발한 빛은 지상까지 온전하게 도달하지 못한다. 지구를 둘러싼 대기에 의해 빛은 산란되거나 차단되고, 마침내 지상의 망원경으로 관측할 수 있는 것은 가시광선과 자외선의 일부에 해당한다. 게다가 날씨가 변덕을 부리기라도 하면 천문학자는 제아무리 좋은 망원경을 가졌다 하더라도 한계에 부딪힐 수 밖에 없다.

그렇기에 우주를 관측할 수 있는 최적의 공간은 우주다. 습기도, 공기도 없는 깨끗한 공간. 그래서 인류는 1990년, 우주에 거대한 망원경을 쏘아 올렸다.


허블 망원경의 이름은 20세기 최고의 천문학자인 에드윈 허블(Edwin Hubble, 1889~1953)의 이름을 딴 것이다. 현대 우주론의 이론을 제시한 사람이 아인슈타인이라면, 천체관측을 통해 현대 우주론을 이끈 인물은 단연 에드윈 허블이다. '허블'이라는 단어는 천문학자의 이름이 아닌 '망원경의 이름'으로 더욱 잘 알려져 있는데, 이는 어쩌면 최고의 천문학자에게 걸맞은 현상으로 볼 수 있겠다.

허블은 뛰어난 수재였다. 그는 본디 변호사인 아버지의 영향을 받아 법학을 전공했고, 옥스퍼드 대학교에서 장학금을 받았다. 천문학을 공부하기 이전의 허블은 앞날이 창창한 법학도였던 것이다. 그러나 그는 그다지 행복하지 않았다고 한다. 어릴 적부터 그는 밤하늘과 우주에 관심이 많았고, 그것이 그의 이상향이었기 때문이다. 결국 허블은 미래가 보장된 법학도의 삶을 과감히 포기한다. 그리고 시카고대학으로 옮겨 천문학을 공부하기 시작했다.

옥스퍼드 대학에서 뛰어난 성적을 보이고 있던 우등생이었지만, 천문분야에서는 한참 늦은 나이에 입문한 셈이었기 때문에 남들보다 몇 배의 노력이 필요했다. 그러나 그의 열정과 재능은 곧 빛을 발하게 된다. 허블은 빠른 속도로 밀린 공부를 따라잡았고, 급기야 천문학 역사상 가장 위대한 발견을 하게 된다.


당시의 천문학자들은 '은하수'가 우주의 전부라고 생각했다. 그것은 망원경으로 관측한 천체의 거리를 계산할 방법이 없었기 때문이다. 특히 안드로메다 성운처럼 멀리 떨어진 천체의 경우 얼마나 멀리 있는지 누구도 몰랐다.

다만 우주의 전부인 은하수 안에 머무르리라는 추측을 할 뿐이었다. 그러나 허블의 관측은 그 관념을 완전히 뒤집는 것이었다. 허블은 안드로메다 성운이 최소 100만광년이나 먼 곳에 있다는 것을 계산해 냈다. 은하수의 폭은 약 10만 광년에 해당한다. 즉 은하수보다 훨씬 먼 곳에 천체가 존재한다는 것이 밝혀진 것이다.

허블의 연구결과는 우주에 대한 인식을 급격히 바꾸어 놓았다. 당대 10만 광년 남짓의 규모로 생각되던 우주의 크기는 수십억 광년으로 대폭 확장되면서 현대 천문학의 문이 열린 것이다. 또한 허블은 우주가 팽창하고 있다는 이론의 근거가 되는 '허블의 법칙'을 발표함으로써 빅뱅이론의 기초를 마련하기도 했다.


현재 가시광선을 관측하는 허블 망원경 외에도 X선을 관측하는 찬드라 관측선(Chandra X-ray Observatory), 적외선 우주망원경인 스피처(Spitzer Space Telescope) 등이 계속해서 새로운 발견을 내놓고 있다. 이제는 먼 곳의 천체를 관측하는 것을 넘어서 우주 탄생의 근원을 짚어가는 관측작업이 진행 중이다. 허블 망원경은 1990년에 쏘아 올려져 오늘날까지 우주를 관측하는 거대한 눈의 역할을 해왔다. 그러나 이제는 그 수명이 얼마 남지 않은 것으로 알려져 있다. 여러 차례 고장과 보수를 반복해 온 허블 망원경은 최근 마지막 복구작업을 완료한 상태이며 약 2015년까지 운용될 전망이다. 그 자리를 대신할 차세대 망원경을 현재 준비 중에 있다고 하며, 그 이름은 '제임스 웹 우주 망원경'이라고 한다.
 
참고문헌『평행우주』, 미치오 가쿠 지음 (김영사,2006)
written by Joe (braincase@artnstudy.com)

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