[과학] 돈이 과학을 이끌다. 후커망원경

18세기 중반은 천문학의 영광스러운 시기였다. 경도 문제에 대한 해답을 찾기 위해 별을 연구하는 데 많은 돈을 쏟아부었다. 왕립천문대는 번창했고, 오늘날 ‘미친 왕 조지’로 더 잘 알려진 조지 3세는 과학의 열렬한 지지자였다. 망원경은 점점 더 커졌고 태양계도 커졌다. 조지 왕은 미국 독립전쟁에서 식민지를 잃고 씁쓸해했지만, 1781년 천문학자 윌리엄 허셜이 새로운 행성을 발견하고, 자신의 후원자를 기리기 위해 ‘조지의 별’이라는 이름을 붙이면서 어느 정도 보상을 받았다. 그러나 이 이름은 전 세계적으로 큰 인기를 끌지 못했고, 1800년대 중반에 이르러 독일 천문학자가 그리스 신화에 나오는 크로노스(토성에 해당)의 아버지 이름을 따서 제안한 ‘천왕성’으로 결정되었다. 그 무렵, 1846년에 또 다른 행성인 해왕성이 발견되었는데, 보이지 않는 행성의 중력으로 천왕성의 궤도가 왜곡되어 <뉴턴의 법칙>을 수학적으로 예측한 결과 그 위치가 확인되었다. 20세기는 또 다른 발견을 가져왔고, 1930년에 명왕성이 아홉 번째 행성으로 완성되었다. 안타깝게도 명왕성은 최근 ‘왜소 행성’으로 격하되어 21세기 태양계의 행성은 8개에 불과하다.

 

이러한 위대한 발견은 모두 더 크고 더 좋은 망원경에 의존했다. 이는 천문학이 여전히 매우 비싼 과학이라는 것을 의미했고, 이 이야기에서 자주 언급했듯이 천문학자들은 "돈을 좇았다"라는 것을 의미했다. 20세기에 접어들면서 돈은 지금과 같은 경제 강국이 되기 위한 길을 걷고 있던 미국에 있었다. 19세기 후반 미국의 산업 및 금융 귀족들은 막대한 부를 바탕으로 과학을 지원하는 데 아낌없는 지원을 아끼지 않았다. 캘리포니아의 천문학자 조지 엘러리 헤일은 카네기 연구소의 기금을 모아 로스앤젤레스 위 산 가브리엘 산맥의 높은 윌슨산에 거대한 천문대를 세우고, 그 중심에 세계에서 가장 큰 망원경인 1.5m(5ft) 망원경을 설치하는 데 성공했다. 이 망원경의 '첫 빛'은 1908년이었지만 아직 활성화되기도 전이었다. 헤일은 더 큰 망원경을 위한 기금을 모으느라 바빴다. 망원경의 마운팅, 하우징, 2.5m(100인치) 거울은 노새를 이용해 산길을 하나씩 운반했고, 마침내 1917년 늦은 밤에 작동에 들어갔다. 이 망원경은 거대한 거울을 구입한 산업가 후원자의 이름을 따서 후커 망원경으로 알려졌고, 제2차 세계대전이 끝날 때까지 세계에서 가장 큰 망원경이라는 타이틀을 유지했다.

 

100인치 후커 망원경은 은하수 너머 우리 은하의 단서를 포함한 많은 중요한 발견에 공헌하였다.

 

후커 망원경이 작동할 당시에는 우주가 은하수(현재 우리가 '우리 은하(galaxy)'로 알고 있는 것) 너머로 확장되었는지를 여전히 논쟁의 여지가 있었다. 헤일은 에드윈 허블이라는 젊은 천문학자를 고용하여 100인치 망원경을 연구하게 했고, 1923년 허블은 세페이드 변광성이라고 불리는 특별한 종류의 별을 관측했는데, 이 별의 광도는 정확히 알려진 방식으로 변하기 때문에 밝기나 어두움을 통해 얼마나 멀리 있는지 측정할 수 있었다. 허블이 관측한 세페이드는 안드로메다 성운에 있었고, 허블은 그것이 은하수의 일부가 되기에는 너무 멀리 떨어져 있다고 계산했다. 안드로메다와 그가 관측한 다른 성운들은 그 자체로 은하임이 틀림없었다. 갑자기 우주는 생각했던 것보다 훨씬 더 광활했고, 실제로 우리 주변에는 수많은 다른 은하들이 존재한다는 사실이 밝혀졌다.

 

우리 은하에서 가장 밝은 것으로 알려진 세페이드 변광성 중 하나인 RS Puppis(허블 우주 망원경))

 

[과학] 빅뱅의 증거, 허블 망원경