탕 쉬는 나노기술을 사용해 석유나 석탄보다 에너지 효율적이며 친환경적인 태양전지를 만들어 낼 것이다. 존 린은 RNA의 비밀을 풀어 인류의 건강문제 해결에 기여했다.
그들의 모습을 보면 밝은 미래를 꿈꿀 수 있다. 세계가 지금 큰 문제를 겪고 있다는 것은 인정한다. 하지만 이들 과학자의 뛰어난 능력으로 문제를 해결한다면 미래를 나쁘게만 볼 이유가 없다.
선정 이유: 우리 은하 주변을 도는 보이지 않는 은하 다수 및 그 은하들을 이루는 신비의 암흑물질 발견해 학계 이론 입증
이름: 말라 게하
나이: 35세
소속: 예일대학
말라 게하의 직업은 묻는 사람에 따라 달라진다. "항공기에 탑승했을 때는 물리학자라고 해요. 그래야 누구도 내게 말을 걸지 않죠."
하지만 다른 사람에게 강한 인상을 줘야 할 때는 자신의 직업이 천체물리학자라고 말한다. 그리고 2시간 동안 계속 말하는 것도 괜찮은 상대에게는 천문학자라고 소개한다.
게하가 말한 이 3가지 타이틀은 모두 진짜다. 예일대학 교수인 게하는 우리 은하보다 먼저 생성된 희미한 은하들을 식별하는 일에 밤낮을 가리지 않은 채 매달리고 있다. 은하란 수천억 개의 별이 모여 있는 집단으로 가스를 빨아들이고, 자신보다 작은 천체를 흡수하기도 한다.
은하는 형태에 따라 타원은하, 나선은하, 불규칙은하 등으로 분류할 수 있다. 지금까지 관측된 은하 가운데 가장 많은 것은 나선은하로 전체의 77%를 차지하고 있다. 그리고 타원은하는 20%, 불규칙은하는 3% 정도다.
타원은하는 납작한 회전 타원체의 형태를 하고 있으며, 밤하늘에서는 빛나는 타원형 원반으로 보인다. 밝기 분포가 고르며, 중심부에서 가장자리로 갈수록 어두워진다. 나선은하는 정상 나선은하와 막대 나선은하로 재차 나눠진다. 그리고 불규칙은하는 대칭적, 규칙적 구조를 이루지 않는다.
은하 중에는 보통의 은하가 일생동안 방출하는 에너지를 짧은 시간에 폭발적으로 방출하는 것도 있다. 또한 은하 내부의 큰 충돌이나 폭발에 의해 강한 전파를 방출하는 은하 역시 존재한다. 은하의 발달과정을 시뮬레이션 해보면 우리 은하와 같은 은하가 1,000개는 더 있음을 알 수 있다.
게하가 5년 전 학계에 등장했을 때 천문학자들이 발견한 은하는 11개에 불과했다. 은하가 더 있을 것이라고 생각한 사람은 그녀 이외에도 많았다.
하지만 이들 은하가 보이지 않는 이유는 이들이 대부분 암흑물질로 이루어져 있기 때문이다. 암흑물질은 빛을 전혀 내뿜지 않지만 우주의 90~95%를 이루고 있다. 특히 전파, 적외선, 가시광선, 자외선, X선, 감마선 등과 같은 전자기파로도 관측되지 않고 오로지 중력을 통해서만 존재를 인식할 수 있을 뿐이다.
그녀는 이른바 실종 위성 문제를 해결하려고 하늘의 디지털 지도를 연구하다가 별이 예상치 못하게 많이 모여 있는 자리를 발견하게 됐다.
이후 그녀는 정성들여 각 별의 속도를 측정하게 됐다. 그런데 놀랍게도 이 별들이 크기에 비해 너무 빨리 움직인다는 것을 알게 됐다. 이는 암흑물질이 이들을 끌어당긴다는 것을 의미하는 매우 귀중한 증거였다.
이에 앞서 프리츠 츠비키는 지난 1933년 은하단의 외곽을 도는 은하의 속도를 측정하고는 암흑물질의 존재를 발견해냈다. 그는 은하를 그 공간으로 끌고 가기에는 눈에 보이는 물질이 너무 희박하다는 점을 알아챘다. 그래서 은하를 끌고 가는 물질을 이론상 암흑물질이라고 불렀다.
중력효과를 토대로 우주물질의 총량을 추정해보면 실제로 관측되는 것보다 훨씬 많은 물질이 있다는 결과가 얻어진다. 게다가 암흑물질의 존재를 가정하면 빅뱅 이론의 수많은 모순도 없어진다. 따라서 우주론을 연구하는 대부분의 과학자들은 아직 명확하게 확인되지는 않았지만 암흑물질을 전제로 연구를 계속하고 있는 상태다.
얼핏 암흑물질에 대한 의문은 인류와 무관한 듯 보인다. 하지만 암흑물질이 실제 존재하느냐 않느냐는 현대 우주론의 운명을 결정지을 수 있다.
우리는 은하에서 오는 빛의 적색편이를 통해 우주가 팽창하고 있음을 안다. 적색편이란 먼 곳에 있는 성운의 스펙트럼선이 파장이 약간 긴 쪽으로 몰려 있는 현상을 말한다.
우리가 빛으로 관찰할 수 있는 일반 물질의 양은 이 같은 팽창을 멈출 만한 충분한 중력이 없으며, 암흑물질이 없다면 이 같은 팽창은 영원히 계속될 것이다. 하지만 암흑물질이 충분히 존재한다면 우주는 팽창을 멈추거나 역행하게 될 수도 있다.
현재까지 게하와 그녀의 연구팀은 14개의 은하를 발견했다. 그녀는 우주 형성과정에 대한 학계의 주류 이론을 입증할 만큼 충분한 수의 은하를 발견하고, 그 과정에서 다른 연구영역을 도와 암흑물질의 정체를 완벽히 밝혀내기를 바라고 있다.
"천문학자들과 입자물리학자들은 서로 많은 이야기를 하지 않습니다." 앞으로 그녀는 두 학문 분야의 교류 물꼬를 트는 선봉장이 될 것이다.
게하와 그녀의 연구팀은 현재까지 14개의 은하를 발견했다. 그녀는 우주 형성과정에 대한 학계의 주류 이론을 입증할 만큼 충분한 수의 은하를 발견하고, 그 과정에서 다른 연구영역을 도와 암흑물질의 정체를 완벽히 밝혀내기를 바라고 있다.
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