우주, 당신을 기다립니다! (The Universe, Yours to Discover!)
밤하늘을 향한 망원경 400년 동안의 모험!
우리는 망원경이라는 도구를 통해 옛 사람들의 상상력을 뛰어넘을 수 있었으며, 사고의 지평을 넓히면서 더 깊이 있고 더 완전하게 자연을 이해할 수 있는 길을 열었다.
―르네 데카르트, 1637년
지난 2월 6일 우리나라는 미국과 오스트레일리아가 참여하는 거대 마젤란 망원경 국제 공동 개발 사업에 참가하는 공식 협약서를 조인했다. 2019년 완성 예정인 이 25미터급 광학 망원경은 지상 망원경으로는 세계 최대 규모이며 이로서 우리나라 관측 천문학을 세계 최고 수준으로 끌어올릴 전기가 마련되었다. 망원경이 발명된 지 400년이 지난 지금, 세계 각국의 천문학자들은 서로 힘을 합쳐 하늘의 심연을 들여다보고, 우주 탄생과 진화의 비밀을 파헤치기 위해 노력하고 있다. 최초의 과학이자 최고(最古)의 과학인 천문학이 이제 새로운 도약을 준비하고 있는 것이다.
올해는 바로 갈릴레오 갈릴레이가 망원경으로 천체를 관측한 지 400년 되는 해이기도 하다. 국제 천문 연맹(IAU, International Astronomical Union)은 이를 기념해 올해를 ‘2009 세계 천문의 해(IYA2009, International Year of Astronomy 2009)’로 지정했고 국제 연합(UN)은 이를 전 세계에 선포했다. 갈릴레오의 위대한 한 걸음을 기념하고 현대 천문학의 놀라운 발견과 통찰을 널리 알림으로써 지구인들이 우주에 좀 더 친숙하게 다가가게 하려는 취지에서 마련되었다.
국제 천문 연맹에서는 이러한 취지를 보다 널리 알리기 위해 망원경의 발명과 함께 급격한 진보를 이룬 천문학의 역사를 소개하는 ‘2009 세계 천문의 해’ 공식 도서를 발간했다. 이 책의 한국어판이 이번에 (주)사이언스북스와 우리나라의 대표적인 천문학 연구 기관인 한국 천문 연구원이 함께 펴내고 『하늘을 보는 눈: 갈릴레오 망원경에서 우주 망원경까지 천문학 혁명 400년의 역사(Eyes on the Skies)』이다.
단지 두 개의 렌즈를 조합해 만들어진 망원경은 처음에는 군사용품이나 장난감 정도로 인식되었으나 1609년, 갈릴레오가 망원경으로 달 표면을 관찰함으로써 진정한 천체 망원경이 탄생했다. 그리고 불과 400년 동안에 인류는 망원경 덕분에 광대한 우주의 실체에 접근해 왔고 아울러 사고의 지평도 넓힐 수 있었다. 이 책을 통해 우리는 망원경이 우주에 대한 우리의 사고는 물론, 거기서 인간이 어떤 위치를 차지하는가에 대한 생각을 얼마나 변화시켰는지 깨달을 수 있다.
유럽에서 활동하는 천문 저술가와 아마추어 천문가가 함께 쓴 이 책은 세계 각지에 있는 천문대는 물론 우주 밖의 망원경들의 사진과 함께 이 망원경들을 써서 찍은 아름다운 천체 사진들을 다양하게 보여 준다. 갈릴레오가 손수 만든 망원경으로 관찰하고 달 표면의 지형, 목성의 위성, 금성의 위상 변화를 그린 펜화에서부터, 허블 우주 망원경이 가장 깊은 우주의 심연을 찍은 허블 울트라 딥 필드(Hubble Ultra Deep Field) 사진, 그리고 최첨단 적외선․자외선․엑스선 우주 망원경들이 찍은 최신 천체 사진은 물론이고, 세계 천문학계들이 야심을 갖고 추진 중인 다양한 첨단 관측 시설들의 최신 영상도 실려 있다.
또한 이 책에는 2009 세계 천문의 해 공식 DVD, 「하늘을 보는 눈」이 부록으로 포함되어 있다. 여기에는 망원경에 대한 흥미진진한 이야기가 담겨져 있으며, 전 세계 천문대의 영상과 애니메이션, 컴퓨터 시뮬레이션, 최신 연구 결과 등이 해설과 함께 수록되어 있다.
가슴 설레는 천문학의 우주 탐험은 아직 끝나지 않았다
200장이 넘는 화려한 우주 사진과 천문 마니아의 가슴을 뛰게 만들 천문 관측 장비 사진으로 가득한 이 책은 2009 세계 천문의 해를 맞이해 우주에 대한 관심이 고조되고 있는 지금, 일반 독자뿐만 아니라 청소년들은 물론이고 그들에게 과학의 꿈을 심어 주는 교사들에게 유용한 책이 될 것이다.
우리는 2009 세계 천문의 해에 갈릴레오의 유산, 즉 400년 전에 이뤄진 모든 발견과 지식의 대폭발을 다함께 자축하고자 합니다. 이 책은 400년간 회자되어 온 망원경에 관한 무용담은 물론, 우주에 대한 이해를 통해 인간이 이룩한 놀라운 발전상을 아름답게 그리고 있습니다.
―카트린 세자르스키(국제 천문 연맹 총재)
관련 행사 및 단체 소개
2009 세계 천문의 해(IYA2009, International Year of Astronomy 2009)
갈릴레오 갈릴레이가 처음 망원경을 통해서 밤하늘을 관측한 지 400년이 되는 해를 기념하여 국제 천문 연맹은 2009년을 ‘세계 천문의 해’로 지정했고 지난 2007년 12월, 국제 연합은 제 62차 총회에서 2009 세계 천문의 해를 선포했다. 한국을 포함, 전 세계 137개국에서는 일반 시민들이 직접 별을 보는 체험을 통해서 우주에 대해서 새로운 눈을 뜨도록 하는 한편, 그곳에서 스스로의 위치를 자각하게 한다는 목표로 다채로운 이벤트를 펼치고 있다. http://www.astronomy2009.org
국제 천문 연맹(IAU, International Astronomical Union)
국제 천문 연맹은 전 세계 천문학자들 간의 교류와 공동 연구, 그리고 천문학 교육을 목적으로 만들어진 국제 학술 단체이다. 1919년 7월 벨기에 브뤼셀에서 설립되어 1922년 이탈리아 로마에서 제1회 총회가 열린 이래 3년마다 각국을 순회하며 총회를 개최한다. 세계 각국 출신 천문학자 1만 여 명을 회원으로 두고 있으며 한국은 1973년 제15차 시드니 총회에서 한국천문학회가 단체 회원으로 가입하였다. http://www.iau.org
2009 세계 천문의 해 한국 조직 위원회
2009 세계 천문의 해 한국 조직 위원회는 한국천문연구원, 한국천문학회, 한국우주과학회와 한국아마추어천문학회는 물론, 문화, 예술, 언론 등 각계를 대표하는 인사들로 구성되었다. 2008년 7월에 조직되어 같은 해 9월, 사무국이 설치되어 실무를 담당하고 있으며, 교육, 문화, 행사, 미디어, 학술 등 5개 분과를 두고 있다. 이들 5개 분과에서는 각각 “꿈과 우주”, “우주의 신비”, “우주와 나”, “미디어와 우주”, “베일을 벗는 우주”라는 테마로 다양한 프로젝트들을 진행하고 있다. 2008년 11월 구성된 편집국은 IYA2009 한국 공식 웹 사이트 서비스를 제공하며 천문학은 물론, 문화 관련 소식과 각종 기사를 소개한다. http://www.astronomy2009.kr
한국 천문 연구원(Korea Astronomy and Space Science Institute)
한국을 대표하는 국가 천문 연구 기관. 1974년 설립되었으며 광학, 전파, 이론 연구와 함께 우주 천문과 우주 측지 연구를 통해 연구 범위를 확대해 가고 있으며 “우주에 대한 탐구”라는 순수 과학적 측면뿐만 아니라 우주 관련 기술을 개발하여 21세기 우주과학 시대를 주도해 가고 있다. 또한 한국천문연구원은 국내 천문학 연구 활동은 물론, 국제 공동 연구의 중심 역할을 수행하고 있다. http://www.kasi.re.kr
한국 천문학회(Korean Astronomical Society)
한국천문학회는 천문학 연구를 위한 학술 단체로, 1965년에 창립되었다. 매년 봄과 가을에 학술 대회를 개최하는 한편, 전문 학술지인 한국천문학회지를 발간하고 있다. 한국천문학회는 국내외 천문학자들의 연구 발표의 장으로 발전하고 있다.http://www.kas.org
한국 우주과학회(Korean Space Science Society)
한국우주과학회는 우주 과학 분야의 연구를 위한 학술 단체로 1984년 우주 과학의 발전과 응용, 보급에 기여하는 것을 목표로 설립되었다. 주요 사업으로는 한국우주과학회지 발간, 학회 개최, 국제 교류 등 다양한 활동을 수행하고 있다. http://ksss.or.kr
한국 아마추어 천문학회(KAAS, The Korean Amateur Astronomical Society)
우리나라의 아마추어 천문인들의 모임으로 1972년, 아마추어 천문 보급과 교육, 그리고 회원들 간의 교류를 위해 설립되었다. 이를 위해 천문 지도사 양성, 교사 연수, 청소년과 일반인을 위한 공개 행사, 국제 교류, 교재 편찬 등 다양한 사업을 진행하고 있다. http://www.kaas.or.kr
1장. 하늘을 향한 새로운 눈
지금부터 4세기 전인 1609년, 갈릴레오가 망원경으로 밤하늘을 바라보지 않았다면 천문학은 지금과 전혀 딴판이었을지 모른다. 망원경을 발명한 장본인은 네덜란드 출신의 안경 제조공 한스 리퍼셰와 사하리아스 얀센이라는 상인 가운데 한 사람이 유력하다. 그러나 갈릴레오는 망원경을 개선해 달의 크레이터와 목성의 ‘갈릴레오 위성’들, 금성의 위상 변화, 토성의 고리까지 발견한 최초의 천체 관측자이다. 뒤이어 크리스티안 하위헌스, 아이작 뉴턴, 윌리엄 허셜, 윌리엄 파슨스가 망원경의 접안경에 눈을 대고 우주를 향한 항해를 시작했다.
2장. 큰 것이 더 좋다
망원경은 렌즈나 거울이 빛을 모아 주기 때문에 흔히 깔때기에 비유된다. 렌즈나 거울이 크면 클수록 더 어두운 물체를 볼 수 있어 망원경은 크기가 중요하지만 굴절 망원경에 쓰이는 렌즈를 크게 만드는 데는 한계가 따른다. 그리하여 거울을 이용하는 반사 망원경이 더 크게 제작될 수 있었다. 1917년 조지 엘러리 헤일이 윌슨 산 천문대에 세운 1.5미터 후커 망원경은 30년 동안 세계에서 가장 큰 망원경이었으며 바로 이 망원경으로 안드로메다 성운까지의 거리를 구한 에드윈 허블은 우주가 팽창하고 있다는 사실을 밝혀냈다.
3장. 새로운 기술
최근 건설된 망원경들은 예전 것들과 근본적으로 달라졌다. 훨씬 작은 가대(마운트)를 써서 건설 비용을 줄이고 컴퓨터 제어 시스템으로 구동이 정교하고 손쉬워졌다. 또한 중력과 바람, 온도 변화에 따라 발생하는 주경의 변형을 바로잡는 능동 광학계라든지 2대의 망원경을 이용해 두 파동 사이의 위상차를 보정하는 간섭계 기술도 활용되고 있다. 태평양에서 가장 높은 4200미터 정상에 위치한 하와이 마우나케아 천문대의 켁 망원경, 지구에서 가장 건조한 칠레 아타카마 사막의 세로 파라날에 있는 VLT를 비롯한 새로운 망원경들은 놀라운 발전을 이룩했다.
4장. 은판 필름에서 실리콘 소자까지
2세기 넘는 동안 천문학자들은 화가 역할을 겸해야 했지만 사진술의 발달이 상황을 바꾸었다. 1840년 헨리 드레이퍼가 최초의 월면 사진을 선보인 이래 천문학자들은 사진술의 혁명적인 가능성에 주목했고 천체 관측은 객관적이고 측정 가능하며 재현 가능해졌다. 그리고 디지털 혁명을 통해 실리콘이 은판을 대체하고 픽셀은 감광 입자를 대신했다.
5장. 보이지 않는 것을 보다
사람의 눈은 ‘빛’의 아주 좁은 영역, 즉 가시광선에만 민감하게 반응하지만 우주에는 나머지 영역의 스펙트럼을 방출하는 천체들도 많다. 전파로 우주를 ‘듣기’ 위해서는 특별한 수신기,
전파 망원경이 필요하다. 밀리미터 파 대역의 전파를 통해서 천문학자들은 우주 초기에 일어난 은하의 형성 과정은 물론, 별과 행성의 기원에 대해서 연구한다. 대기 중의 수증기 때문에 지표면에 도달하지 못하는 전파를 잡기 위해 더 건조하고 높은 곳, 칠레 북부, 해발고도 5000미터 야노 데 차난토르에 건설 중인 ALMA가 2014년 완공되면 인류가 만든 가장 큰 천문대가 될 것이다.
6장. 지구 밖의 망원경들
지상에서 관측할 수 없는 우주를 탐구하기 위해 필요한 것이 바로 우주 망원경이다. 이들은 지구 궤도상에 떠 있기 때문에 영향으로부터 자유로울 뿐만 아니라, 선명한 천체 영상을 제공하며 천문학의 여러 분야에서 혁명적인 변화를 일으켰다. 우주의 미개척 분야를 개척하는 일은 유명한 허블 우주 망원경을 비롯해 스피처 적외선 우주 망원경, 찬드라 엑스선 우주 망원경에 이르는 망원경 개발의 역사와 맥을 같이 한다.
7장. 탐험은 아직 끝나지 않았다
미국 애리조나 주에서는 칠레 라스 캄파나스에 세워질 거대 마젤란 망원경(GMT)의 첫 번째 거울이 만들어지는 중이다. 유럽 ELT가 완성되면 올림픽 수영장만큼 크고, 캘리포니아 30미터 망원경보다 2배가 넓을 것이다. 허블 우주 망원경이 2013년쯤 퇴역하고 나면 임무를 교대할 제임스 웹 우주 망원경은 허블 우주 망원경보다 시력이 7배 더 민감하다. 언젠가 달 뒷면에 대형 광학 망원경을 건설하는 날이 올지도 모른다. 언젠가 망원경은 인류의 근원적인 질문 가운데 하나에 대해서 답이 될지도 모른다. “우리는 우주에서 혼자인가?” 우리는 이제 막 그 해답을 찾기 시작했다.