Serious Play 2008
George Smoot: The design of the universe
조지 스무트 "우주의 설계도"에 관하여
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Serious Play 2008 행사에서 천체물리학자 조지 스무트(George Smoot)가 먼 우주의 놀라운 이미지를 공개하고, 암흑물질과 미지의 공간으로 채워진 우주가 어떻게 형성되었는지를 생각해보는 기회를 제공합니다.
George Smoot - Astrophysicist
Astrophysicist, cosmologist and Nobel Prize winner George Smoot studies the cosmic microwave background radiation -- the afterglow of the Big Bang. His pioneering research into deep space and time is uncovering the structure of the universe itself. Full bio
Astrophysicist, cosmologist and Nobel Prize winner George Smoot studies the cosmic microwave background radiation -- the afterglow of the Big Bang. His pioneering research into deep space and time is uncovering the structure of the universe itself. Full bio
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I thought I would think about changing your perspective on the world a bit,
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저는 어떻게 하면 약간이나마 여러분들이 세상을 바라보는 시각을 바꾸고
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and showing you some of the designs that we have in nature.
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자연속에 담겨진 계획적인 측면을 보여줄 수 있을까 고민했습니다.
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And so, I have my first slide to talk about
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이제부터 슬라이드를 가지고 우주의 시작과
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the dawning of the universe and what I call
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우주 탐사라고 불리는 것에 대하여 이야기하겠습니다.
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the cosmic scene investigation, that is, looking at
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그것은 창조의 흔적을 관측하고
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the relics of creation and inferring what happened at the beginning,
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태초에 무슨 일이 일어났는가를 추측하고
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and then following it up and trying to understand it.
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이해하기 위한 것입니다.
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And so one of the questions that I asked you is,
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여러분들께 이런 질문을 드려 보겠습니다.
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when you look around, what do you see?
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주위를 둘러보세요. 무엇이 보이시나요?
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Well, you see this space that's created by designers
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디자이너가 설계하고 사람들의 노력으로 창조된
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and by the work of people, but what you actually see
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공간을 보게 되죠. 하지만 여러분이 보고있는 것들의 실체는
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is a lot of material that was already here,
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이미 존재하고 있던 물질들이
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being reshaped in a certain form.
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임의의 형태로 가공된 상태입니다.
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And so the question is: how did that material get here?
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그럼 이런 의문을 갖게 되죠. -- 그 물질들은 어디서 온 것일까요?
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How did it get into the form that it had before it got reshaped, and so forth?
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그 물질들은 가공하기 전에 어떻게 그런 상태를 갖게 된 것일까요?
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It's a question of what's the continuity?
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이것은 연속성에 관한 문제이고,
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So one of the things I look at is,
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또한 저의 주된 관심사인
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how did the universe begin and shape?
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어떻게 우주가 형성되었는지의 문제입니다.
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What was the whole process in the creation and the evolution of the universe
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우주의 기원과 진화는 어떤 과정을 거쳤고
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to getting to the point that we have these kinds of materials?
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어떻게 이 모든 물질들이 생성될 수 있었을까요?
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So that's sort of the part, and let me move on then and show you
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그럼 이제 허블우주망원경의 초심우주(Ultra Deep Field) 사진을
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the Hubble Ultra Deep Field.
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보여드리겠습니다.
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If you look at this picture,
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사진 속에는
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what you will see is a lot of dark with some light objects in it.
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암흑속에 수많은 물체가 빛나는 것을 볼 수 있습니다.
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And everything but -- four of these light objects are stars,
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4개의 빛나는 물체는 별이고
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and you can see them there -- little pluses.
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보시는대로 작은 플러스 기호 형태를 하고 있습니다.
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This is a star, this is a star, everything else is a galaxy, OK?
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이것과 이것은 별이고 나머지는 다 은하이죠.
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So there's a couple of thousand galaxies
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여기를 보시면
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you can see easily with your eye in here.
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수천개의 은하를 어렵지않게 볼 수 있습니다.
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And when I look out at particularly this galaxy,
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특히 우리 은하와 닮아있는
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which looks a lot like ours, I wonder if there's
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이 은하를 보고 있노라면
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an art design college conference going on,
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마치 거기서 예술대학의 컨퍼런스가 개최되고 있으며
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and intelligent beings there are thinking about, you know,
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지적생명체들이 설계방법을 고민하고 있고
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what designs they might do, and there might be a few cosmologists
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또 거기에 우주학자가 몇명쯤 있어서
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trying to understand where the universe itself came from,
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우주가 어떻게 생겨났는가를 생각하고
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and there might even be some in that galaxy looking at ours
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그중에는 우리 은하를 보고 여기서 일어나는 일을
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trying to figure out what's going on over here.
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알고 싶어하는 누군가가 있을 것 같다는 생각이 듭니다.
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But there's a lot of other galaxies, and some are nearby,
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하지만 다른 은하들도 엄청나게 많습니다.
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and they're kind of the color of the Sun,
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가까운 어떤 것들은
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and some are further away and they're a little bluer, and so forth.
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태양과 같은 색을 띄고 있고 멀리 있는것들은 조금 더 푸른 빛을 띄고 있습니다.
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But one of the questions is -- this should be, to you --
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아마도 여러분은 이런 의문을 갖게 되겠죠.
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how come there are so many galaxies?
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도대체 얼마나 많은 은하가 있는걸까요?
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Because this represents a very clean fraction of the sky.
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이건 그저 하늘의 일부분을 보여줬을 뿐입니다.
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This is only 1,000 galaxies.
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여기엔 겨우 1000개의 은하밖에 없습니다.
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We think there's on the order -- visible to the Hubble Space Telescope,
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허블우주망원경으로 관측가능한 은하는
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if you had the time to scan it around --
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우주 전체를 관측할 시간만 있다면
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about 100 billion galaxies. Right?
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대략 천억개 정도 될거라고 봅니다.
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It's a very large number of galaxies.
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엄청난 숫자지요.
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And that's roughly how many stars there are in our own galaxy.
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우리은하에 있는 항성의 숫자도 대충 그정도 됩니다.
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But when you look at some of these regions like this, you'll see
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하지만 이런 사진을 보면
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more galaxies than stars, which is kind of a conundrum.
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어째서인지 몰라도 항성보다 은하 쪽이 많습니다.
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So the question should come to your mind is, what kind of design, you know,
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따라서 이러한 의문을 가질 수 밖에 없습니다.
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what kind of creative process and what kind of design
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어떤 디자인과 창조적인 프로세스가
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produced the world like that?
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우주를 이런 식으로 만들어 놓았는가 하는 것입니다.
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And then I'm going to show you it's actually a lot more complicated.
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147000
2000
저는 그게 매우 복잡하다는 것을 알려 드리려고 합니다.
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We're going to try and follow it up.
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149000
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우리는 시행착오를 겪으면서 나아가고 있는거죠.
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We have a tool that actually helps us out in this study,
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이 연구에서 도움이 됐던 것이 하나 있습니다.
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and that's the fact that the universe is so incredibly big
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154000
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사실, 우주는 너무나 넓어서 어떤 의미에서는
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that it's a time machine, in a certain sense.
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157000
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타임머신이라고도 볼 수 있습니다.
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We draw this set of nested spheres cut away so you see it.
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저희는 우주를 여러 층으로 된 구체로 묘사했는데요.
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Put the Earth at the center of the nested spheres,
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지구에서 관측을 하고 있기 때문에
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just because that's where we're making observations.
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지구를 구체의 중심에 놓아 두었습니다.
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And the moon is only two seconds away, so if you take a picture of the moon
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달은 빛의 속도로 2초 거리에 있어서
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using ordinary light, it's the moon two seconds ago, and who cares.
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달의 사진을 찍으면 2초전의 달이 찍히게 됩니다.
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Two seconds is like the present.
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2초는 사실 현재나 다름없는거죠.
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The Sun is eight minutes ago. That's not such a big deal, right,
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태양은 8분전입니다. 이건 폭발하는 플레어로부터
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unless there's solar flares coming then you want to get out the way.
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도망쳐야 할 때 외에는 큰 문제가 되지는 않습니다.
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You'd like to have a little advance warning.
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위협이 있을 때 조금이나마 미리 경고를 할 수는 있겠네요.
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But you get out to Jupiter and it's 40 minutes away. It's a problem.
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하지만 목성의 경우 빛의 속도로 40분 걸립니다. 이건 문제가 있죠.
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You hear about Mars, it's a problem communicating to Mars
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화성과 통신을 하는것도 큰일입니다.
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because it takes light long enough to go there.
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빛이 왕복하는데 긴 시간이 필요하기 때문이죠.
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But if you look out to the nearest set of stars,
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게다가 가장 가까운 40-50개의 별들 까지는
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to the nearest 40 or 50 stars, it's about 10 years.
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10년정도 걸립니다.
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So if you take a picture of what's going on, it's 10 years ago.
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사진을 찍어도 10년전의 모습을 보는거죠.
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But you go and look to the center of the galaxy,
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은하 중심의 경우에는
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it's thousands of years ago.
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몇 천년 전의 모습을 보게 됩니다.
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If you look at Andromeda, which is the nearest big galaxy,
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3000
가장 가까운 안드로메다 은하는
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and it's two million years ago.
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200만년 전의 모습입니다.
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If you took a picture of the Earth two million years ago,
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지구에서 200만년 전이라고 하면
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there'd be no evidence of humans at all,
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인간이 나타나기 전이기 때문에
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because we don't think there were humans yet.
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인간의 흔적이라곤 없을 때 입니다.
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I mean, it just gives you the scale.
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이건 여러분께 우주의 크기에 대한 감각을 알려 드리려는 겁니다.
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With the Hubble Space Telescope, we're looking at
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우리들은 허블우주망원경을 사용하여
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hundreds of millions of years to a billion years.
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수억년에서 수십억년에 이르는 시간을 보고 있습니다.
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But if we were capable to come up with an idea of how to look even further --
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더 먼 곳을 보는 방법을 알아낼 수 있다면
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there's some things even further,
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- 저는 그런 것들을 많이
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and that was what I did in a lot of my work,
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연구해왔습니다. -
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was to develop the techniques -- we could look out back to even earlier
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항성과 은하가 생겨나기 전의 모습,
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epochs before there were stars and before there were galaxies,
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지금과 달리 뜨겁고 밀도가 높았던 시기의
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back to when the universe was hot and dense and very different.
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우주의 과거 모습을 볼 수도 있을 것입니다.
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And so that's the sort of sequence,
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그런 순서대로 나열하고 있는 것이고요,
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and so I have a more artistic impression of this.
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238000
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이것은 다른 이미지를 나타내고 있습니다.
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There's the galaxy in the middle, which is the Milky Way,
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240000
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한가운데 보이는 것이 우리가 속해 있는 은하입니다.
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and around that are the Hubble -- you know, nearby kind of galaxies,
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243000
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주변을 가까운 은하들이 감싸고 있습니다.
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and there's a sphere that marks the different times.
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구체는 서로 다른 시간의 스케일을 표시합니다.
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And behind that are some more modern galaxies.
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이 뒤에 있는 것은 더 최근에 발견한 은하입니다.
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You see the whole big picture?
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250000
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전체 모습을 아시겠나요?
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The beginning of time is funny -- it's on the outside, right?
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시간의 탄생은 재미있습니다. 바로 지구밖에 펼쳐져 있죠.
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And then there's a part of the universe we can't see
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255000
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거기에다 우주에는 우리들이 볼 수 없는 부분이 있습니다.
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because it's so dense and so hot, light can't escape.
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257000
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너무나 밀도가 높고 뜨거워서 빛이 나오지 않는것이죠.
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It's like you can't see to the center of the Sun;
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태양의 중심을 보는것이 불가능한 것과 마찬가지입니다.
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you have to use other techniques to know what's going on inside the Sun.
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262000
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태양의 내부에서 일어나고 있는 일을 알기 위해선 다른 방법이 필요합니다.
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But you can see the edge of the Sun,
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265000
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하지만 우리는 태양의 겉모습은 볼 수 있습니다.
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and the universe gets that way, and you can see that.
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266000
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우주도 그러한 방식으로 보는 것이 가능합니다.
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And then you see this sort of model area around the outside,
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268000
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바깥을 둘러싼 부분에서 모델이 되는 부분을 볼 수 있습니다.
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and that is the radiation coming from the Big Bang,
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272000
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이건 빅뱅으로부터 생겨난 복사에너지입니다.
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which is actually incredibly uniform.
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275000
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그건 놀라울 정도로 똑같은 모습을 하고 있죠.
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The universe is almost a perfect sphere,
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277000
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우주는 거의 완벽한 구체입니다.
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but there are these very tiny variations
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279000
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거기 아주 조그만 변화가 있었는데
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which we show here in great exaggeration.
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281000
3000
이 그림에서 극단적으로 확대시켜 보여주고 있습니다.
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And from them in the time sequence we're going to have to go
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284000
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시간이 흐름에 따라 이러한 작은 차이가
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from these tiny variations to these irregular galaxies and first stars
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288000
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불규칙한 은하와 최초의 항성들이 되고
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to these more advanced galaxies, and eventually the solar system, and so forth.
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292000
4000
보다 발전된 형태의 은하를 거쳐 최종적으로 태양계가 생겨났습니다.
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So it's a big design job,
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296000
3000
거대한 디자인 작업이죠.
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but we'll see about how things are going on.
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299000
2000
이제 어떤 식으로 이루어져 왔는지 한번 보죠.
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So the way these measurements were done,
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301000
2000
몇개의 인공위성들이
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there's been a set of satellites, and this is where you get to see.
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303000
3000
이러한 것들을 측정해 왔습니다.
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So there was the COBE satellite, which was launched in 1989,
117
306000
4000
1989년에 쏘아 올려진 코비(COBE) 인공위성이
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and we discovered these variations.
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310000
2000
이러한 변화를 발견하였습니다.
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And then in 2000, the MAP satellite was launched -- the WMAP --
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312000
3000
2000년에는 W맵(WMAP) 인공위성이 쏘아 올려졌고
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and it made somewhat better pictures.
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315000
2000
보다 선명한 사진을 찍을 수 있게 되었습니다.
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And later this year -- this is the cool stealth version,
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317000
4000
올해말에는 - 이건 끝내주게 비밀스런 위성인데
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the one that actually has some beautiful design features to it,
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321000
4000
디자인이 상당히 멋집니다. -
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and you should look -- the Planck satellite will be launched,
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325000
2000
플랭크(Planck) 인공위성이 쏘아올려질 것이고
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and it will make very high-resolution maps.
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이 위성은 상당히 정확한 지도를 만들 것입니다.
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And that will be the sequence of understanding
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329000
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이러한 식으로 우주의 시작을 이해하기 위해
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the very beginning of the universe.
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332000
1000
작업을 해 나가고 있는 것입니다.
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And what we saw was, we saw these variations, and then they told us
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우주에 있는 이러한 변화들은
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the secrets, both about the structure of space-time,
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시공간의 구조와 우주의 구성요소
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and about the contents of the universe,
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340000
2000
그리고 우주의 시작에 관한
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and about how the universe started in its original motions.
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342000
3000
비밀을 알려 줄 것입니다.
06:01
So we have this picture, which is quite a spectacular picture,
131
345000
3000
여기 이 그림을 보시면, 꽤 화려하죠.
06:04
and I'll come back to the beginning, where we're going to have
132
348000
2000
이제 우주의 시작으로 돌아가 보겠습니다.
06:06
some mysterious process that kicks the universe off at the beginning.
133
350000
4000
무언가 알 수 없는 프로세스가 발단이 되어 우주가 시작되고
06:10
And we go through a period of accelerating expansion, and the universe
134
354000
4000
일정기간의 팽창기를 거쳐 우주가 냉각되고
06:14
expands and cools until it gets to the point where it becomes transparent,
135
358000
4000
투명하게 된 시점에 이르렀습니다.
06:18
then to the Dark Ages, and then the first stars turn on,
136
362000
2000
그리고 암흑시대 이후, 최초의 항성이 빛을 발합니다.
06:20
and they evolve into galaxies, and then later they get to the more expansive galaxies.
137
364000
5000
거기서부터 은하, 그리고 은하단이 형성됩니다.
06:25
And somewhere around this period is when our solar system started forming.
138
369000
3000
그 사이에 어딘가에서 태양계가 형성되어
06:28
And it's maturing up to the present time.
139
372000
3000
지금과 같은 형태로 성장했습니다.
06:31
And there's some spectacular things.
140
375000
2000
경이적인 모습이죠.
06:33
And this wastebasket part, that's to represent
141
377000
3000
이 쓰레기통 밑바닥 같은 부분은
06:36
what the structure of space-time itself is doing during this period.
142
380000
2000
팽창기 시공간의 구조자체의 변화를 나타낸 것입니다.
06:38
And so this is a pretty weird model, right?
143
382000
4000
정말로 기묘한 모델이죠.
06:42
What kind of evidence do we have for that?
144
386000
2000
여기엔 어떠한 증거가 있는걸까요?
06:44
So let me show you some of nature's patterns
145
388000
3000
이 결과 생겨난 자연계의 패턴을
06:47
that are the result of this.
146
391000
1000
몇가지 보여드리겠습니다.
06:48
I always think of space-time as being the real substance of space,
147
392000
4000
저는 시공간이야말로 우주의 본질이며
06:52
and the galaxies and the stars just like the foam on the ocean.
148
396000
5000
은하와 별은 바다의 거품과 같은것이라고 생각합니다.
06:57
It's a marker of where the interesting waves are and whatever went on.
149
401000
4000
이건 흥미로운 파도는 어디에 있고 또 무엇이 일어났는가를 나타내는 것입니다.
07:01
So here is the Sloan Digital Sky Survey showing the location of a million galaxies.
150
405000
6000
이것은 '슬로안 디지털 천체 탐사계획'에서 관측한 100만개의 은하의 위치입니다.
07:07
So there's a dot on here for every galaxy.
151
411000
2000
하나하나의 점이 은하의 위치를 나타내고 있습니다.
07:09
They go out and point a telescope at the sky, take a picture,
152
413000
3000
연구에 따르면 하늘을 향해 망원경을 대고, 사진을 찍어
07:12
identify what are stars and throw them away, look at the galaxies,
153
416000
3000
거기서 항성들은 제외하고 은하에만 주목하여
07:15
estimate how far away they are, and plot them up.
154
419000
3000
그 거리를 추정하고 지도를 만들면
07:18
And just put radially they're going out that way.
155
422000
2000
이러한 방사형 지도가 만들어집니다.
07:20
And you see these structures, this thing we call the Great Wall,
156
424000
3000
우주의 커다란 구조인 '그레이트 월(Great Wall)'이 보입니다.
07:23
but there are voids and those kinds of stuff, and they kind of fade out
157
427000
3000
한편으로는 빈 공간에 있는 부분과 어두운 부분도 있습니다.
07:26
because the telescope isn't sensitive enough to do it.
158
430000
2000
이건 망원경이 충분히 민감하지 않아서이죠.
07:28
Now I'm going to show you this in 3D.
159
432000
3000
이제 3D로 한번 보죠.
07:31
What happens is, you take pictures
160
435000
1000
어떤것인가 하면
07:32
as the Earth rotates, you get a fan across the sky.
161
436000
3000
지구의 자전에 맞춰 부채꼴 모양으로 우주를 촬영합니다.
07:35
There are some places you can't look because of our own galaxy,
162
439000
2000
여기엔 우리은하에 가려져 보이지 않는 장소와
07:37
or because there are no telescopes available to do it.
163
441000
4000
망원경의 성능상 보이지 않는 부분도 있습니다.
07:41
So the next picture shows you the three-dimensional version of this rotating around.
164
445000
4000
다음 영상에서는 3D로 빙글빙글 돌려서 보여주고 있습니다.
07:45
Do you see the fan-like scans made across the sky?
165
449000
3000
우주가 부채 모양으로 비춰져 있는것이 보이시나요?
07:48
Remember, every spot on here is a galaxy, and you see the galaxies,
166
452000
6000
하나하나의 점이 은하를 나타냅니다.
07:54
you know, sort of in our neighborhood, and you sort of see the structure.
167
458000
4000
비교적 우리은하로부터 가까운 곳에서 아까 봤던
07:58
And you see this thing we call the Great Wall,
168
462000
2000
그레이트 월 이 보입니다.
08:00
and you see the complicated structure, and you see these voids.
169
464000
3000
복잡한 구조도 있고 빈 공간도 있습니다.
08:03
There are places where there are no galaxies and there are places
170
467000
2000
은하가 없는 장소도 있고
08:05
where there are thousands of galaxies clumped together, right.
171
469000
3000
몇천개의 은하가 밀집한 곳도 보입니다.
08:08
So there's an interesting pattern,
172
472000
2000
흥미로운 패턴이 있는것도 같지만
08:10
but we don't have enough data here to actually see the pattern.
173
474000
2000
그걸 찾기엔 데이터가 아직 부족합니다.
08:12
We only have a million galaxies, right?
174
476000
2000
단지 100만개의 은하에 대한 데이터밖에 없기 때문이죠.
08:14
So we're keeping, like, a million balls in the air
175
478000
2000
하늘에 떠 있는 100만개의 공을 보는것 같은 모습입니다.
08:16
but, what's going on?
176
480000
2000
이제 무슨일을 하는가 하면,
08:18
There's another survey which is very similar to this,
177
482000
2000
이것과 비슷한 조사방법으로
08:20
called the Two-degree Field of View Galaxy Redshift Survey.
178
484000
6000
2도시야 은하 적색편이 관측(Two-degree Field of View Galaxy Redshift Survey)이라는 것이 있습니다.
08:26
Now we're going to fly through it at warp a million.
179
490000
3000
이제 100만광년을 날아가 봅시다.
08:29
And every time there's a galaxy -- at its location there's a galaxy --
180
493000
4000
각 시간별로 은하가 있죠. 이 위치에 은하가 있습니다.
08:33
and if we know anything about the galaxy, which we do,
181
497000
2000
우리는 적색편이와 다른것들을 이용하여
08:35
because there's a redshift measurement and everything,
182
499000
2000
은하의 종류와 색을
08:37
you put in the type of galaxy and the color,
183
501000
2000
기록해 나가는 것입니다.
08:39
so this is the real representation.
184
503000
2000
이것은 실제 관측결과를 나타내고 있는 것입니다.
08:41
And when you're in the middle of the galaxies
185
505000
1000
은하의 한가운데 있을때는
08:42
it's hard to see the pattern; it's like being in the middle of life.
186
506000
3000
패턴을 보기 힘들게 됩니다. 인생의 한 가운데 있는것 같은 것입니다.
08:45
It's hard to see the pattern in the middle of the audience,
187
509000
1000
관객들의 한 가운데 있으면
08:46
it's hard to see the pattern of this.
188
510000
2000
그 패턴을 알기 힘든것 같은 것입니다.
08:48
So we're going to go out and swing around and look back at this.
189
512000
3000
외부로 나가서 한번 둘러 보죠.
08:53
And you'll see, first, the structure of the survey,
190
517000
4000
일단 조사방법의 구조를 알수 있습니다.
08:57
and then you'll start seeing the structure of the galaxies
191
521000
3000
그리고 은하의 구조가 보이기 시작합니다.
09:00
that we see out there.
192
524000
3000
이것은 외부에 있기 때문에 보이는 것입니다.
09:06
So again, you can see the extension of this Great Wall of galaxies showing up here.
193
530000
3000
여기 그레이트 월이 우뚝 솟아 있는 것이 보입니다.
09:09
But you can see the voids,
194
533000
2000
빈 공간이 있는것도 보입니다.
09:11
you can see the complicated structure, and you say,
195
535000
4000
꽤나 복잡한 구조이죠.
09:15
well, how did this happen?
196
539000
2000
대체 어떻게 이렇게 됐을까요?
09:17
Suppose you're the cosmic designer.
197
541000
2000
자기자신이 우주 디자이너라고 생각해보십시요.
09:19
How are you going to put galaxies out there in a pattern like that?
198
543000
2000
어떻게 은하를 이런 모양으로 만드시겠습니까?
09:21
It's not just throwing them out at random.
199
545000
2000
그냥 제멋대로 내버려둔것만은 아닙니다.
09:23
There's a more complicated process going on here.
200
547000
2000
좀더 복잡한 프로세스가 있는것입니다.
09:25
How are you going to end up doing that?
201
549000
2000
어떻게 그것을 만들어낸 것일까요?
09:27
And so now we're in for some serious play.
202
551000
3000
드디어 컨퍼런스 주제인 '경건한 작업(Serious Play)'을 생각해볼 시간입니다.
09:30
That is, we have to seriously play God,
203
554000
2000
우리들은 신의 역할을 진지하게 수행하지 않으면 안됩니다.
09:32
not just change people's lives, but make the universe, right.
204
556000
3000
사람들의 생활을 바꾸는 것은 물론, 우주를 만드는 것에 대해서도
09:35
So if that's your responsibility, how are you going to do that?
205
559000
3000
그 책임을 져야 한다면 어떻게 하시겠습니까?
09:38
What's the kind of technique?
206
562000
1000
어떤 기술을 쓰시겠습니까?
09:39
What's the kind of thing you're going to do?
207
563000
2000
어떤일을 하시겠습니까?
09:41
So I'm going to show you the results of a very large-scale simulation
208
565000
4000
이제 우리들이 생각하는 우주의 존재에 대한
09:45
of what we think the universe might be like, using, essentially,
209
569000
4000
대규모 시뮬레이션 결과를 보여드리겠습니다.
09:49
some of the play principles and some of the design principles that,
210
573000
3000
이건 인간이 필사적으로 연구해 왔지만
09:52
you know, humans have labored so hard to pick up,
211
576000
3000
자연은 처음부터 알고 있었던
09:55
but apparently nature knew how to do at the beginning.
212
579000
3000
놀이와 디자인의 원칙을 사용하고 있는 것입니다.
09:58
And that is, you start out with very simple ingredients
213
582000
4000
매우 단순한 재료와 규칙으로부터
10:02
and some simple rules,
214
586000
1000
시작했습니다만
10:04
but you have to have enough ingredients to make it complicated.
215
588000
3000
복잡해지기 위해서는 재료의 양이 충분해야만 합니다.
10:07
And then you put in some randomness,
216
591000
4000
거기에 몇가지의 임의성과
10:11
some fluctuations and some randomness,
217
595000
2000
변화를 더했습니다.
10:13
and realize a whole bunch of different representations.
218
597000
3000
이제 여러가지 형태가 나타납니다.
10:16
So what I'm going to do is show you
219
600000
2000
이제부터 보여드릴것은
10:18
the distribution of matter as a function of scales.
220
602000
2000
크기에 대응한 물질들의 분포입니다.
10:20
We're going to zoom in, but this is a plot of what it is.
221
604000
3000
확대해보죠.
10:23
And we had to add one more thing to make the universe come out right.
222
607000
4000
적절한 우주로 만들기 위해서는 재료를 하나 더 추가해야 합니다.
10:27
It's called dark matter.
223
611000
2000
암흑물질이라고 부르는 것입니다.
10:29
That is matter that doesn't interact with light
224
613000
1000
저와 이 무대와 같은
10:30
the typical way that ordinary matter does,
225
614000
2000
보통의 물질과는 다른
10:32
the way the light's shining on me or on the stage.
226
616000
3000
빛과의 상호작용을 하지 않는 물질입니다.
10:35
It's transparent to light, but in order for you to see it,
227
619000
2000
암흑물질은 빛에 대하여 투과성을 가집니다만
10:37
we're going to make it white. OK?
228
621000
2000
여기에서는 흰색으로 표현하겠습니다.
10:39
So the stuff that's in this picture that's white, that is the dark matter.
229
623000
3000
지도에서 하얗게 보이는 부분은 암흑물질입니다.
10:42
It should be called invisible matter,
230
626000
2000
눈에 보이지 않는 물질이라고 불러야만 합니다만
10:44
but the dark matter we've made visible.
231
628000
2000
마치 우리들 눈에 보이는 것처럼 나타낸 것입니다.
10:46
And the stuff that is in the yellow color,
232
630000
3000
노란 색을 띈 것들은
10:49
that is the ordinary kind of matter that's turned into stars and galaxies.
233
633000
4000
별과 은하가 되는 보통의 물질입니다.
10:53
So I'll show you the next movie.
234
637000
2000
이제 동영상을 보여드리겠습니다.
10:55
So this -- we're going to zoom in.
235
639000
3000
확대해보겠습니다.
10:58
Notice this pattern and pay attention to this pattern.
236
642000
2000
이 패턴에 주목해 주십시요.
11:00
We're going to zoom in and zoom in.
237
644000
3000
좀 더 확대해보겠습니다.
11:04
And you'll see there are all these filaments and structures and voids.
238
648000
4000
필라멘트 구조와 빈 공간이 보이죠?
11:08
And when a number of filaments come together in a knot,
239
652000
3000
수많은 필라멘트 구조들이 모여 매듭과 같이 되면
11:11
that makes a supercluster of galaxies.
240
655000
2000
초은하단이 만들어집니다.
11:13
This one we're zooming in on
241
657000
2000
지금 확대하고 있는 부분에는
11:15
is somewhere between 100,000 and a million galaxies in that small region.
242
659000
3000
좁은 범위에 10만에서 100만의 은하가 있습니다.
11:18
So we live in the boonies.
243
662000
1000
우리는 완전 시골에 살고 있는거죠.
11:19
We don't live in the center of the solar system,
244
663000
3000
우리들은 태양계의 중심에 있지 않습니다.
11:22
we don't live in the center of the galaxy
245
666000
1000
은하의 중심에 있는것도 아니죠.
11:23
and our galaxy's not in the center of the cluster.
246
667000
3000
그리고 우리 은하는 은하집단의 중심에 있지도 않습니다.
11:26
So we're zooming in.
247
670000
2000
계속 확대해보겠습니다.
11:28
This is a region which probably has more than 100,000,
248
672000
2000
10만개 이상의 은하가 있는 장소입니다.
11:30
on the order of a million galaxies in that region.
249
674000
3000
이 지역에는 약 100만개의 은하가 있습니다.
11:33
We're going to keep zooming in. OK.
250
677000
3000
좀더 확대해보죠.
11:36
And so I forgot to tell you the scale.
251
680000
2000
제가 크기를 말하는걸 잊었네요.
11:38
A parsec is 3.26 light years.
252
682000
3000
1파섹은 3.26광년입니다.
11:41
So a gigaparsec is three billion light years -- that's the scale.
253
685000
3000
1기가 파섹은 30억광년정도 됩니다.
11:44
So it takes light three billion years to travel over that distance.
254
688000
3000
빛이 그 거리를 가는데 30억년이 걸린다는 것입니다.
11:47
Now we're into a distance sort of between here and here.
255
691000
3000
이 두 점 사이의 거리를 생각해봅시다.
11:50
That's the distance between us and Andromeda, right?
256
694000
3000
이것은 우리과 안드로메다 은하의 거리입니다.
11:53
These little specks that you're seeing in here, they're galaxies.
257
697000
3000
여기 보이는 작은 얼룩은 은하입니다.
11:58
Now we're going to zoom back out,
258
702000
1000
다시 넓혀보면
12:02
and you can see this structure that,
259
706000
3000
구조를 볼 수 있게 됩니다.
12:05
when we get very far out, looks very regular,
260
709000
2000
멀리서 보면 규칙이 잘 보이는데
12:07
but it's made up of a lot of irregular variations.
261
711000
3000
수많은 불규칙한 짙고 옅은 부분으로 되어 있습니다.
12:10
So they're simple building blocks.
262
714000
2000
구성부품은 단순합니다.
12:12
There's a very simple fluid to begin with.
263
716000
2000
최초에는 매우 단순한 유체가 있었습니다.
12:14
It's got dark matter, it's got ordinary matter,
264
718000
4000
보통의 물질과 암흑물질도 있습니다.
12:18
it's got photons and it's got neutrinos,
265
722000
3000
광자와 중성미자도 있는데
12:21
which don't play much role in the later part of the universe.
266
725000
3000
초기를 제외하면 큰 비중을 차지하지는 않습니다.
12:24
And it's just a simple fluid and it, over time,
267
728000
4000
단순한 유체가 시간이 흘러
12:28
develops into this complicated structure.
268
732000
3000
이러한 복잡한 구조로 발전하게 됩니다.
12:31
And so you know when you first saw this picture,
269
735000
4000
처음 이 지도를 보셨을때는
12:35
it didn't mean quite so much to you.
270
739000
2000
별로 대단하다고 생각하지 않으셨을 겁니다.
12:37
Here you're looking across one percent of the volume of the visible universe
271
741000
5000
여기서 보이는것은 눈에 보이는 우주의 1% 정도입니다.
12:42
and you're seeing billions of galaxies, right, and nodes,
272
746000
3000
그렇다고 해도 몇십억개의 은하, 즉 노드(node)를 보고 있습니다.
12:45
but you realize they're not even the main structure.
273
749000
2000
하지만 이것들이 주요한 구조는 아닙니다.
12:47
There's a framework, which is the dark matter, the invisible matter,
274
751000
3000
눈에 보이지 않는 암흑물질이 뼈대를 만드는 작용을 하여
12:50
that's out there that's actually holding it all together.
275
754000
3000
모든것이 이어지고 모여진 것입니다.
12:53
So let's fly through it, and you can see how much harder it is
276
757000
4000
무언가의 안에 있으면서 그 전체모습을 파악하는것은
12:57
when you're in the middle of something to figure this out.
277
761000
2000
상당히 어렵다는것을 아시겠죠.
12:59
So here's that same end result.
278
763000
2000
이것도 같은 결과인데요.
13:01
You see a filament,
279
765000
2000
필라멘트가 보이시죠.
13:03
you see the light is the invisible matter,
280
767000
3000
밝은 부분은 눈에 보이지 않는 물질이고
13:06
and the yellow is the stars or the galaxies showing up.
281
770000
4000
노란색은 은하나 항성입니다.
13:10
And we're going to fly around, and we'll fly around,
282
774000
2000
쭉 둘러보면
13:12
and you'll see occasionally a couple of filaments intersect,
283
776000
3000
필라멘트끼리 엮여 있는 부분이 있습니다.
13:15
and you get a large cluster of galaxies.
284
779000
2000
거대한 은하단도 있습니다.
13:17
And then we'll fly in to where the very large cluster is,
285
781000
3000
거대한 은하단이 있는곳으로 가 보면
13:20
and you can see what it looks like.
286
784000
3000
어떤식으로 보이는지 알 수 있습니다.
13:23
And so from inside, it doesn't look very complicated, right?
287
787000
3000
안쪽에서는 그다지 복잡하게 보이지는 않죠?
13:26
It's only when you look at it at a very large scale,
288
790000
3000
축척을 올려서 볼때 비로소
13:29
and explore it and so forth, you realize it's a very intricate,
289
793000
3000
매우 복잡한 디자인임을
13:32
complicated kind of a design, right?
290
796000
3000
알 수 있습니다.
13:35
And it's grown up in some kind of way.
291
799000
4000
어떤 방법을 통해 여기까지 발전해왔습니다.
13:39
So the question is,
292
803000
2000
이제 알고자 하는 것은,
13:41
how hard would it be to assemble this, right?
293
805000
5000
이것을 만드는건 얼마나 힘든 일인가
13:46
How big a contractor team would you need
294
810000
2000
또 이 우주를 만드려고 한다면
13:48
to put this universe together, right?
295
812000
2000
얼마나 많은 건축팀이 필요할까 입니다.
13:50
That's the issue, right?
296
814000
3000
그것이 중요한 것입니다.
13:53
And so here we are.
297
817000
2000
자 보시죠.
13:55
You see how the filament --
298
819000
2000
필라멘트들이
13:57
you see how several filaments are coming together,
299
821000
2000
어떤 식으로 또 몇개가 모여
13:59
therefore making this supercluster of galaxies.
300
823000
4000
초은하단이 되는가를 볼 수 있게 되었습니다.
14:03
And you have to understand, this is not how it would actually look
301
827000
3000
하지만 실제로 이렇게 보이는것은 아니라는걸 아셔야 합니다.
14:06
if you -- first, you can't travel this fast,
302
830000
2000
일단 이렇게 빠르게 움직일수가 없습니다.
14:08
everything would be distorted,
303
832000
1000
모두 부서져버리고 말죠.
14:09
but this is using simple rendering and graphic arts kind of stuff.
304
833000
6000
그냥 여기서는 간단한 렌더링과 그래픽 이미지를 사용한 것입니다.
14:15
This is how, if you took billions of years to go around,
305
839000
3000
만약 수십억년동안 여행한다면
14:18
it might look to you, right?
306
842000
1000
또 혹시라도
14:19
And if you could see invisible matter, too.
307
843000
3000
보이지 않는 물질을 보게 된다면 이렇게 보이겠죠.
14:22
And so the idea is, you know, how would you put together the universe
308
846000
6000
이런 것입니다. 어떤 식으로 우주를 단순한 방법으로
14:28
in a very simple way?
309
852000
1000
정리할 것인가이죠.
14:29
We're going to start and realize that the entire visible universe,
310
853000
5000
우리는 눈에 보이는 우주전체와
14:34
everything we can see in every direction with the Hubble Space Telescope
311
858000
3000
또 허블우주망원경으로 보이는 모든것들과
14:37
plus our other instruments,
312
861000
1000
다른 도구들로 보이는 것들
14:38
was once in a region that was smaller than an atom.
313
862000
5000
이 모든 것들이 한때 원자 1개보다도 작은 공간에 들어가 있었다는것도 알게 되었습니다.
14:43
It started with tiny quantum mechanical fluctuations,
314
867000
2000
시작은 작은 원자구조 단위의 변화였습니다만
14:45
but expanding at a tremendous rate.
315
869000
2000
엄청난 비율로 확대되었습니다.
14:47
And those fluctuations
316
871000
2000
이러한 변화들이
14:49
were stretched to astronomical sizes, and those fluctuations
317
873000
3000
천문학적인 크기로 넓혀져 나갔고
14:52
eventually are the things we see in the cosmic microwave background.
318
876000
4000
최종적으로는 우주배경복사가 되었습니다.
14:56
And then we needed some way to turn those fluctuations into galaxies
319
880000
3000
그리고 배경복사의 변화가 은하와 은하단의
14:59
and clusters of galaxies and make these kinds of structures go on.
320
883000
3000
구조까지 만들어진 방법을 알 필요가 있습니다.
15:02
So I'm going to show you a smaller simulation.
321
886000
2000
이제 작은 시뮬레이션을 보여드리죠.
15:04
This simulation was run on 1,000 processors for a month
322
888000
4000
이 시뮬레이션은 1000개의 CPU로 한달동안 계산하여
15:08
in order to make just this simple visible one.
323
892000
2000
겨우 지금과 같이 보여줄 수 있도록 만든 것입니다.
15:10
So I'm going to show you one
324
894000
1000
다음의 그림은
15:11
that can be run on a desktop in two days in the next picture.
325
895000
4000
데스크탑 컴퓨터로 이틀동안 만든 것입니다.
15:15
So you start out with teeny fluctuations
326
899000
2000
우주에 작은 움직임이 있었던 때부터
15:17
when the universe was at this point,
327
901000
1000
시작합니다.
15:18
now four times smaller, and so forth.
328
902000
3000
이번엔 4분의 1크기입니다.
15:21
And you start seeing these networks, this cosmic web of structure forming.
329
905000
4000
그리고 네트워크가 생기고 우주의 거미줄같은 구조가 형성되는것을 알 수 있습니다.
15:25
And this is a simple one, because it doesn't have the ordinary matter
330
909000
3000
이것은 단순한 모델입니다. 보통의 물질은 없고
15:28
and it just has the dark matter in it.
331
912000
2000
암흑물질만 있습니다.
15:30
And you see how the dark matter lumps up,
332
914000
2000
암흑물질이 덩어리가 되고
15:32
and the ordinary matter just trails along behind.
333
916000
3000
보통의 물질들은 이것을 뒤쫓아 가게 됩니다.
15:35
So there it is.
334
919000
2000
그런 것입니다.
15:37
At the beginning it's very uniform.
335
921000
2000
처음엔 다 똑같았습니다.
15:39
The fluctuations are a part in 100,000.
336
923000
2000
변화는 단지 10만분의 1정도입니다.
15:41
There are a few peaks that are a part in 10,000,
337
925000
2000
군데군데 1만분의 1 정도의 움직임이 생겨
15:43
and then over billions of years, gravity just pulls in.
338
927000
5000
몇십억년동안 중력이 가해졌습니다.
15:48
This is light over density, pulls the material around in.
339
932000
3000
밀도가 높은곳은 물질을 끌어당기고
15:51
That pulls in more material and pulls in more material.
340
935000
3000
점점 더 많은 물질들을 끌어당기게 되었습니다.
15:54
But the distances on the universe are so large
341
938000
2000
그러나 우주의 거리는 너무나도 넓어서
15:56
and the time scales are so large that it takes a long time for this to form.
342
940000
4000
시간의 스케일도 크기 때문에 이것을 형성하는데는 긴 시간이 걸립니다.
16:00
And it keeps forming until the universe is roughly about half the size it is now,
343
944000
6000
팽창을 통해 우주가 지금의 대략 반 정도의
16:06
in terms of its expansion.
344
950000
2000
크기가 될때까지 형성을 계속합니다.
16:08
And at that point, the universe mysteriously starts accelerating
345
952000
4000
이 단계에서 우주는 이상할 정도로 팽창을 가속하고
16:12
its expansion and cuts off the formation of larger-scale structure.
346
956000
3000
보다 큰 구조의 형성은 멈추게 됩니다.
16:15
So we're just seeing as large a scale structure as we can see,
347
959000
3000
여기서 보이는 구조의 크기가 한계이고
16:18
and then only things that have started forming already
348
962000
3000
이미 형성되었던 것들만이
16:21
are going to form, and then from then on it's going to go on.
349
965000
3000
점점 그 모습을 만들어가고 있는것입니다.
16:24
So we're able to do the simulation, but this is two days on a desktop.
350
968000
6000
이 시뮬레이션은 데스크탑 컴퓨터로 이틀이 걸렸습니다.
16:30
We need, you know, 30 days on 1,000 processors
351
974000
3000
아까 보여드린 시뮬레이션은
16:33
to do the kind of simulation that I showed you before.
352
977000
3000
1000개의 CPU로 30일이 걸립니다.
16:36
So we have an idea of how to play seriously, creating the universe
353
980000
6000
이제 우리는 본질적으로 물질로 가득한 눈물보다도 작은 것부터 시작한 우주의 창조를
16:42
by starting with essentially less than an eyedrop full of material,
354
986000
5000
어떻게 진지하게 수행해야 하는가를 알고 있습니다.
16:47
and we create everything we can see in any direction, right,
355
991000
5000
우리는 대부분 아무것도 없는 곳에서 어디에나 있는 모든것을 만들었습니다.
16:52
from almost nothing -- that is, something extremely tiny,
356
996000
5000
이건 극히 작고 거의 완벽했지만, 10만분의 1단위로 작은 변화가 있었고
16:57
extremely small -- and it is almost perfect,
357
1001000
5000
미세한 그 변화가 우리들의 눈에 보이는
17:02
except it has these tiny fluctuations at a part in 100,000 level,
358
1006000
4000
재미있는 패턴과 디자인을
17:06
which turn out to produce the interesting patterns and designs we see,
359
1010000
3000
만들어내고 있습니다.
17:09
that is, galaxies and stars and so forth.
360
1013000
3000
결국 그것이 은하와 항성을 만든 것입니다.
17:12
So we have a model, and we can calculate it, and we can use it
361
1016000
5000
우리들에게는 모델이 있고 계산도 가능하고 그것을 사용하여
17:17
to make designs of what we think the universe really looks like.
362
1021000
3000
우리들이 생각하는 우주의 모습을 디자인하는 것이 가능합니다.
17:20
And that design is sort of way beyond
363
1024000
3000
그 디자인은 우리들이 원래 상상하고 있던 것을
17:23
what our original imagination ever was.
364
1027000
2000
크게 초월하고 있는것입니다.
17:25
So this is what we started with 15 years ago,
365
1029000
4000
이것은 제가 15년전부터 해온 작업인데요.
17:29
with the Cosmic Background Explorer -- made the map on the upper right,
366
1033000
4000
코비 위성을 사용하여 지도를 작성하였습니다.
17:33
which basically showed us that there were large-scale fluctuations,
367
1037000
4000
대규모의 변화들이 있었고
17:37
and actually fluctuations on several scales. You can kind of see that.
368
1041000
3000
그것은 몇 단계로 나뉘어 있는것을 알게 되었습니다.
17:40
Since then we've had WMAP,
369
1044000
2000
그 다음 WMAP 위성을 이용해서
17:42
which just gives us higher angular resolution.
370
1046000
2000
훨씬 고해상도의 분석능력을 얻었습니다.
17:44
We see the same large-scale structure,
371
1048000
1000
마찬가지로 대규모 구조 외에
17:45
but we see additional small-scale structure.
372
1049000
3000
소규모 구조도 볼 수 있게 되었습니다.
17:48
And on the bottom right is if the satellite had flipped upside down
373
1052000
4000
오른쪽 아래에 있는것은, 혹시 위성의 방향을 거꾸로 하여 지구를 그린다면
17:52
and mapped the Earth, what kind of a map we would have got of the Earth.
374
1056000
3000
어떻게 될 것인가를 나타낸 이미지입니다.
17:55
You can see, well, you can, kind of pick out
375
1059000
2000
주요 대륙들을
17:57
all the major continents, but that's about it.
376
1061000
3000
볼 수 있습니다.
18:00
But what we're hoping when we get to Planck, we'll have resolution
377
1064000
2000
이제 발사하려는 Planck 위성에 기대하고 있는것은
18:02
about equivalent to the resolution you see of the Earth there,
378
1066000
4000
지구상의 복잡한 패턴을 보듯이
18:06
where you can really see the complicated pattern that exists on the Earth.
379
1070000
5000
높은 분해능으로 우주를 관측하는것입니다.
18:11
And you can also tell, because of the sharp edges
380
1075000
2000
또한 선명한 경계선과
18:13
and the way things fit together, there are some non-linear processes.
381
1077000
4000
비선형의 프로세스의 존재도 알 수 있습니다.
18:17
Geology has these effects,
382
1081000
2000
예를들어 지질학에서는 판의 이동이라고 하는
18:19
which is moving the plates around and so forth.
383
1083000
3000
비선형의 효과가 있고
18:22
You can see that just from the map alone.
384
1086000
2000
이것은 지도만 봐도 알 수 있습니다.
18:24
We want to get to the point in our maps of the early universe
385
1088000
2000
초기우주의 지도에서도 그 레벨에 도달하고 있습니다.
18:26
we can see whether there are any non-linear effects
386
1090000
3000
뭔가를 움직이고 변화시키는 비선형 효과의 유무는
18:29
that are starting to move, to modify, and are giving us a hint about how
387
1093000
5000
순간의 시작에서 생겨난 시공간 그 자체가
18:34
space-time itself was actually created at the beginning moments.
388
1098000
2000
어떻게 존재했는가에 대한 힌트가 됩니다.
18:36
So that's where we are today,
389
1100000
2000
자 그런 여기까지가
18:38
and that's what I wanted to give you
a flavor of.
a flavor of.
390
1102000
3000
제가 말씀드리고자 했던 내용입니다.
18:41
Give you a different view about what the design
391
1105000
2000
저는 디자인과 만물을 보는 방법에 대하여
18:43
and what everything else looks like.
392
1107000
2000
다른 관점을 전해드리고 싶었던 것입니다.
18:47
Thank you.
393
1111000
1000
감사합니다.
18:48
(Applause)
394
1112000
2000
(박수)
ABOUT THE SPEAKER
George Smoot - AstrophysicistAstrophysicist, cosmologist and Nobel Prize winner George Smoot studies the cosmic microwave background radiation -- the afterglow of the Big Bang. His pioneering research into deep space and time is uncovering the structure of the universe itself.
Why you should listen
George Smoot looks into the farthest reaches of space to the oldest objects in the known universe: fluctuations in the remnants of creation. Using data collected from satellites such as COBE and WMAP, scanning the cosmic microwave background radiation (a relic of the heat unleashed after the Big Bang), he probes the shape of the universe. In 1992 he and his Berkeley team discovered that the universe, once thought to be smooth and uniform at the largest scale, is actually anisotropic -- or varied and lumpy.
Smoot continues to investigate of the structure of the universe at the University of California at Berkeley, mapping billions of galaxies and filaments of dark matter in hope of uncovering the secrets of the universe's origins.
George Smoot | Speaker | TED.com