우주의 소리 역사

우주 우리는 모두 우주가 어떻게 생겼는지 압니다. 우리는 우리 일생내내 다양한 우주의 이미지에 둘러싸여 왔습니다. 그 이미지는 공상과학에 나오는 추측에 근거한 이미지부터 예술가들이 만들어낸 영감적인 영상들, 복합적인 기술이 가능케한 점점 더 아름다워지는 사진들까지 매우 다양합니다. 하지만 우리가 이렇듯 압도적일 만큼 생생하게 우주를 시각적으로 이해하는 반면 우주의 소리에 대해서는 아무것도 아는 게 없습니다.

게다가 대부분의 사람들은 우주하면 적막함을 떠올리게 됩니다. 우리가 우주를 이해하게 된 방법에는 보는 것 뿐만 아니라 들은 것에 의한 것도 많습니다. 그럼에도 불구하고 우리 중 그 누구도 우주의 소리를 들어본 적이 거의 없습니다. 여기 계신 여러분 중 누가 어떤 별이나 행성의 소리를 묘사해보실 수 있겠습니까? 여러분, 혹시 우주의 소리가 어떤지 궁금하신가요? 여기 태양의 소리가 있습니다.

(효과음) (효과음) (효과음) (효과음)

이것은 목성의 소리입니다.

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이것은 우주탐사선 Cassini가 자전하며 토성의 얼음고리를 뚫는 소리입니다.

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이것은 고도로 밀집된 중성자별이 원거리 우주에서 자전하는 소리입니다.

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저의 예술적 작업은 우리 우주를 구성하고 있는 경이스러운 천체의 물체들이 만들어내는 낯설고도 멋진 이 소리들을 듣는 것입니다. 아마도 여러분들은 이 소리들이 다 무엇인지 궁금하실겁니다. 또 태양에서 나는 소리와 펄서에서 나는 소리를 어떻게 구분해 낼 수 있을지 궁금하시겠죠. 대답은 바로 전파천문학에 있습니다. 전파천문학자들은 우주로부터 오는 전파들을 연구합니다. 과학자들이 이용하는 고성능 안테나와 수신기는 전파의 근원인 우주 물체가 무엇인지 우리의 밤하늘 어디쯤에 있는 것인지에 대해 정밀한 정보를 줄 수 있습니다. 그리고 우리가 지구에서 신호를 보내고 받는 것처럼 단순한 아날로그식 기술을 이용해서 수신된 전파를 소리로 전환시킬 수 있습니다 그리하여 우리가 소리를 들음으로써 우주의 규모라든가 무엇으로 만들어졌는지 얼마나 오래되었는지 같은 우주의 가장 중요한 비밀들 중 일부를 알아내게 된 것입니다.

오늘 제가 여러분께 짧은 이야기를 해드리려고 하는데 이것은 소리를 통한 우주의 역사에 대한 것입니다. 이 이야기는 짧은 세 일화에 맞춰져있습니다. 이 일화들은 어떻게 이상한 소리를 우연히 접하게 됐는지 설명해주고 우리가 우주에 대해 알고 있는 몇가지 중요한 정보들을 우리에게 주었습니다. 이 이야기는 미래의 우주선에 달린 광대한 천체망원경에서 시작하지 않습니다. 우리가 사용한 매체는 그다지 대단한 것은 아닙니다. 우리의 오늘날 삶의 일부분인 전자통신을 가능하게 한 바로 그 매체 전화기입니다.

1876년 보스톤에서 Alexander Graham Bell이 Thomas Watson과 함께 전화기를 발명하고 위해 일하고 있습니다. 그들의 기술적인 배경의 주요 부분은 반마일 길이의 전선이었습니다. 이 전선을 보스톤에 있는 몇몇 집의 지붕위에 늘어뜨려 놓았습니다. 이 선은 전화 신호를 전달했으며 나중에는 Bell 이라는 이름을 유명하게 만들었습니다. 전류가 흐르는 다른 긴 전선처럼 이 전선은 우연한 기회에 안테나 역할을 하게 되었으며 Thomas Watson은 우연히도 그 안테나가 감지하게된 이상한 소리를 듣게되었습니다. 그 소리는 탁탁거리고 쉬익 소리를 내기도 하고 재잘거리는 새소리 같기도 하고 휘파람 소리 같기도 했습니다. 자 이제 여러분들이 기억하셔야 할 점은 이 시점이 Heinrich Hertz 가 전파의 존재를 증명하기 10년전이라는 것입니다. Nikola aTesla의 4동조회로가 발명되기 15년 전이고 Marconi의 첫번째 방송이 있기 거의 20년전이었습니다. 당연히 Thomas Watson은 우리 얘기를 듣고 있지 않았으며 우리가 가진 전송기술도 없었습니다.

그렇다면 이 이상한 소리들은 무었이었을까요? Watson은 사실 자연이 만들어낸 아주 낮은 진동수의 전파방출을 듣고 있었던 것입니다. 탁탁튀면서 터지는 소리는 번개소리였지만 으스스한 휘파람소리와 이상한 멜로디를 띈 지저귐같은 소리는 그 기원이 훨씬 낯선 것이었습니다. Watson이 처음 전화기를 사용했을 때 사실은 하늘나라로부터 전화를 받은 것이었습니다. 그가 제대로 유추했듯이 이 소리들 중 일부는 태양의 표면 활동에서 기인한 것이었습니다. Watson이 들었던 소리는 태양풍이 지구의 이온층과 상호작용을 해서 생긴 현상으로 우리가 최고 북위와 최고 남위지역에서 관찰할 수 있는 오로라 현상이었던 것입니다. 전자통신을 가능케한 기술을 발명하고 있는 동안 Watson은 우리 태양계 중심에 있는 행성이 강력한 전파를 방출하고 있다는 사실을 발견한 것입니다. 그는 우연히도 그것들을 청취하게된 최초의 사람이 된 것입니다.

이제 50년이라는 시간을 빨리 감아봅시다.. 이제 Bell과 Watson의 기술은 우리 세계의 통신을 완전히 바꿔놓았습니다. 하지만 보스톤의 지붕위에 전선을 휙 던져놓은 것과는 달리 수천마일이나 되는 대서양 해저를 지나는 전화선을 설치하는 일은 쉽지 않습니다. 그래서 머지않아 Bell은 그들의 발명품을 최적으로 사용할 수 있도록 새로운 기술을 생각하게 됩니다. 전파에는 전선없이도 소리를 실을 수 있습니다. 하지만 손실이 생깁니다. 그리고 많은 잡음과 전파방해도 있을 수 있습니다. 그래서 Bell은 기술자 한명을 고용하여 이러한 잡음들을 연구하게 하여 이 소리들이 어디서 오는 것인지 알아내도록 합니다. 그리고 이 소리들을 제거할 수 있는 완벽한 부호장비를 만들어 전파를 전화기술을 위해 사용할 수 있기를 기대했습니다.

Karl Jansky라는 기술자는 연구를 통해 대부분의 잡음들의 기원이 번개소리나 전기력의 원천처럼 대체로 평범한 것이라고 했습니다. 하지만 Jansky가 알아낼 수 없었던 집요한 잡음이 하나 있었는데 그 잡음은 매일 4분씩 빨리 그의 전파수신기에 잡혔습니다. 지금은 어떤 천문학자라도 그 소리가 지구에서 기원하지 않은 그 무엇인가의 증거라고 말할 것입니다. Jansky는 역사적인 발견을 한 것입니다. 천체의 물체가 빛과 함께 전파를 방출한다는 사실을 말입니다. Watson이 태양과 우연히 맞닥뜨린 이후 50년동안 Jansky의 주의깊은 청취는 전파천문학이라는 우주탐구의 새로운 시대를 열게된 것입니다. 그후로 몇년동안 천문학자들은 안테나를 스피커에 연결하고 목성이나 태양과 같은 전파로 가득한 우주를 그 소리를 들음으로써 연구하게 되었습니다.

다시 시간을 좀 뛰어넘겠습니다. 1964년, Bell의 연구실로 돌아갑니다. 여기 다시 두명의 과학자가 잡음으로 인한 문제에 부닥혔습니다. Arno Penzias와 Rober Wilson은 Holmdel에 있는 Bell연구소에서 나팔형 안테나를 이용하여 은하수에 대해 치밀하게 연구를 하고 있었습니다. 그들은 자신들이 은하계의 소리를 듣고 있다고 확신하고 있었습니다. 그런데 소리에 이상이 생겼습니다. 불가사의한 소리가 끈질기게 그들의 연구를 방해하고 있었습니다. 그것은 바로 극초단파였습니다. 그 소리는 동시에 일제히 여러 방향에서 들려왔습니다. 말이 안되는 상황이었습니다. 이성적인 기술자나 과학자가 모두 그랬을 것처럼 그들은 이 문제가 기술적인 문제일 것이라고 생각했습니다. 원반안테나에 둥지를 튼 비둘기들이 있었기 때문에 원반안테나에 문제가 생겼을 것이라고 생각했습니다. 그래서 비둘기 배설물을 청소하기도 했었을 것입니다. 원반안테나를 다시 원상으로 돌려 제대로 작동할 수 있도록 말이죠.

하지만 그 잡음은 사라지지 않았습니다. Penzias와 Wilson이 듣고 있었던 그 불사가의한 잡음은 사람이 들을 수 있는 소리 중 가장 오래되고 가장 의미있는 소리로 밝혀졌습니다. 그것은 바로 우주 탄생 후에 남겨진 우주복사의 소리였던 것입니다. 이것이 바로 빅뱅이 존재하고 우주가 147억년 전 그 정확한 시점에 탄생했다는 최초의 실험증거인 것입니다. 이렇게 우리의 이야기는 모든 것의 시작인 태초, 빅뱅으로 돌아가 끝이납니다. 이것이 바로 우리가 들을 수 있는 가장 오래된 소리, Penzias와 Wilson이 들었던 소리입니다. 빅뱅으로부터 남겨진 극초단파의 소리입니다.

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감사합니다.

(박수)