밤하늘을 봐!(너머학교 톡톡 지식그림책 3)

별을 신화의 세계에서 첨단 과학의 세계로 가져온 망원경



『밤하늘을 봐!』는 망원경이 주인공인 책이다. 더 크게는 밤하늘을 보는 눈과 마음을 생각해 보는 책이기도 하다. 아주 먼 옛날부터 사람들은 맨눈으로 밤하늘을 올려다보았다. 그들은 하늘에 떠 있는 달, 별, 행성 등을 보면서 그 정체를 항상 궁금해했다. 그래서 그들은 별자리의 이름을 짓고, 그들과 관련된 수많은 이야기를 상상했다.

갈릴레오 갈릴레이가 렌즈를 이용해 처음으로 천체 망원경을 만들어 밤하늘을 관찰하면서, 달, 별, 행성 등의 신비가 처음으로 벗겨지기 시작했다. 갈릴레이는 달의 골짜기와 산, 크레이터를 관찰하고, 목성 주변을 공전하는 위성을 발견했다. 사람들은 밤하늘에 뜬 별이 그저 반짝이는 예쁜 장식이 아니라, 지구와 같은 천체의 한 종류라는 것을 깨달았다. 이로써 힘을 얻게 된 지구가 돈다는 자전설은 사람들의 생각을 크게 바꿔 놓았다.

갈릴레이 이후 아이작 뉴턴, 허셜 등 많은 과학자들과 사람들에 의해 천체 망원경은 쉼 없이 발전했다. 더 멀리 있는 것을 더 크고, 더 선명하게 보기 위해서 망원경은 더 크고 정교해졌으며, 종류도 다양해졌다. 천문학과 망원경의 발달이 긴밀하게 엮여 있는 것은 당연한 일일 것이다.



첨단 망원경이 우주와 별빛의 원리를 밝히다



현대의 천체 망원경은 우리가 상상할 수 없을 정도로 멀리 떨어진 곳에서 오는 별빛을 관찰한다. 태평양의 하와이섬에 있는 켁 천문대의 망원경은 커다란 거울 조각 36개를 이어붙여 만든 지름 10미터짜리 거울을 갖추고 있다. 이 거울은 사람의 눈보다 8천만 배나 많은 빛을 모을 수 있어서, 우주 외곽의 멀리 떨어진 곳의 별빛도 관찰할 수 있다.

우리 눈에 보이지 않는 빛을 관찰하는 천체 망원경도 있다. 칠레의 산꼭대기 높은 곳에 설치된 비스타 망원경이다. 비스타 망원경은 은하의 중심에서 오는 적외선을 모아 우리 은하에서 무슨 일이 일어나는지를 알아낸다.

머나먼 우주에서 오는 전파를 모으는 전파 망원경도 있다. 카리브해의 푸에르토리코섬에 설치된 아레시보 전파 망원경은 마을 하나가 들어갈 정도로 거대한데, 반구형 지붕을 움직여서 우주에서 날아오는 다양한 전파 신호를 모아 이미지화하는 일을 한다.

전파 중에는 우주 탄생 초기의 정보를 담고 있는 것도 있어서, 이러한 정보를 모으면 빅뱅 이후 수백만 년 동안 별이 형태를 갖추어 가던 때의 모습을 알아낼 수 있다.

천체 망원경을 이용해 아무도 그 모습을 실제로 본 적 없는 블랙홀의 모습을 추적하기도 한다. 2017년 천문학자들은 전 세계에 걸쳐 있는 8개의 대형 망원경으로 은하의 중심을 관측하여 방대한 정보를 모았는데, 이 정보를 조합하여 블랙홀의 실제 모습을 조합하는 작업을 진행했다.

그 외에도 찬드라 우주 망원경은 보이지 않는 엑스선을, 페르미 감마선 우주 망원경은 감마선을 모아서 우주의 숨겨진 비밀을 탐구한다.



『밤하늘을 봐!』를 읽고 나면 밤하늘의 별빛은 단순히 아름다운 빛이 아니라, 우주의 비밀을 담은 정보의 집합체라는 것을 알게 된다. 또 우리 눈에 보이는 별빛뿐만 아니라 밤하늘을 날아다니는 수많은 보이지 않는 빛-적외선, 자외선, 전파, 엑스선, 감마선 등-에도 수많은 우주의 비밀이 담겨 있다는 것을 알 수 있다. 세계 곳곳에서 활약하는 수많은 천제 망원경들이 우주 탄생의 비밀을 탐구하는 첨단 과학 도구라는 것, 그리고 그 망원경이 있게 한 것은 우리 자신을 올려다보고자 하는 인류의 오랜 소망이라는 것을 깨닫게 될 것이다.

밤하늘을 봐!

눈으로 보기

렌즈로 보기

최초의 망원경

가깝고도 먼, 어둑하고도 밝은

반사하고, 모으고

켁 천문대

머나먼 별들

보이지 않는 색

비스타

제임스 웹 우주 망원경

물이 내뿜는 빛

알마

전파

거대한 접시

길게 늘어지는 빛깔

뿔 속의 소리

먼 옛날에서 온 가장 긴 빛

아무것도 없는 사진

허블 우주 망원경

엑스선을 보는 눈

감마선을 보는 눈

작지만 큰 눈

제이컵 크레이머 하버드 대학교를 졸업했으며, 학생 천문학 클럽에서 노벨상 수상자인 로이 J. 글라우버와 함께 물리학을 공부했습니다.