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우주 먼지 - 로린 매튜스(Lorin Matthews)

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    지금 여러분이 앉아 있는 그 자리가
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    과거로 시간여행을 해본다면
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    얕은 바다 밑바닥일 수도 있습니다.
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    수 마일의 암석 아래의 장소이거나
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    용암이 흐르는
    지옥같은 장소일 수도 있습니다.
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    하지만 시간을 더 돌려
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    대략 46억 년 전 쯤이라면
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    새로 태어난 별 주위를 선회하고 있는
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    엄청난 먼지와 가스 가운데
    있을지도 모릅니다.
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    이것은 물리학의 가장 크고도
    가장 작은 미스터리에 대한 설정입니다.
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    우주 먼지 덩어리에 대한 미스테리죠.
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    별과 별 사이의 공간은
    비어 있는 듯 하지만
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    실제로는 가스와 먼지로 차있습니다.
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    대개 초신성에 의해
    그곳으로 날려가게 되었지요.
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    고밀도 기체가 진스 질량이라는
    특정 임계점에 도달하면
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    자가 붕괴를 하게 됩니다.
  • 1:02 - 1:07
    수축된 기체는 가속 회전을 하면서
    가열됩니다.
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    결국 중심부의 수소를
    연소시킬만큼 뜨거워지게 되고
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    이 때 별이 생성됩니다.
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    신성에서 핵융합이 시작하면서
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    가스와 먼지 덩어리의 위와 아래를
    날려버리는 가스를 분출하고
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    원시 행성계 원반이라 일컬어지는
    가스와 먼지 고리를 남기게 됩니다.
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    이 고리는 가스의 흐름이
    대단히 강한 곳으로
  • 1:32 - 1:37
    가스의 소용돌이로 인해 먼지 입자들은
    떠돌다가 서로 맞부딪히게 됩니다.
  • 1:37 - 1:44
    이 먼지 입자에는 미세한 금속 파편,
    암석 조각, 심지어 얼음도 있어요.
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    먼지 무더기는
    점점 더 큰 부피로 뭉치기 때문에
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    다양한 발달 단계에 있는
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    수많은 원시 행성계 원반을
    우주에서 관측할 수 있습니다.
  • 1:54 - 1:59
    머리카락보다 굵기가 100분의 1정도로
    얇은 먼지 알갱이는 서로 뭉쳐져서,
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    판데르발스의 힘이라 불리는 것을 통해
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    전자 덩어리가 분자의 한쪽으로 이동하고
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    한 쪽 끝에는 음전하를,
    다른 쪽에는 양전하를 생성합니다.
  • 2:12 - 2:17
    양극은 서로 끌어당기지만 미세한 것만
    반데르발스의 힘으로 잡히게 되죠.
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    여기서 한 가지 문제가 발생하는데,
    일단 먼지 덩어리가 특정 규모가 되면
  • 2:21 - 2:25
    원반 내 대기 흐름은 끊임없이
    입자들을 상호 충돌시키면서
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    부서지게 됩니다.
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    먼지 덩어리의 첫번째 미스테리는
    어떻게 끊임없이 커지는가 입니다
  • 2:33 - 2:37
    이는 정전기 전하 이론으로
    설명될 수 있습니다.
  • 2:37 - 2:42
    에너지 감마선, 엑스레이, UV 광자는
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    원반 내 가스 원자의 전자를 떨어뜨려
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    양이온과 음전자를 만들어냅니다.
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    전자들이 부딪히고 먼지에 달라붙으면
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    음극화가 됩니다.
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    대기 흐름이 먼지 덩어리를
    함께 밀어붙일 때,
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    충돌 시 서로를 밀어내는 것처럼
    충돌 속도를 늦춥니다.
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    약한 충돌로 파편화 되지
    않는 것이지요.
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    반발력이 너무 강하다면
    먼지 덩어리는 커질 수가 없을 겁니다.
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    또 다른 이론으로,
    높은 에너지를 가진 입자들이
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    일부 먼지 덩어리로부터
    더 많은 전자를 떨어뜨려
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    양극화가 되도록 한다는 것입니다.
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    양극은 서로를 끌어당겨서
    먼지 덩어리는 빠른 속도로 커집니다.
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    또 다른 미스테리를 이야기 하기 전에
    알아둘 것이 있습니다.
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    운석에서 발견된 증거에서
    우리가 알게된 것이
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    이 먼지 덩어리들이
    결국 가열되고 녹은 뒤
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    냉각되어 콘드룰이라는
    고체 알갱이로 된다는 것 사실입니다.
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    어떻게, 왜 그렇게 되는지는 알 수 없습니다.
  • 3:43 - 3:47
    게다가 알갱이들이 형성된 다음에는
    어떻게 결합되어 있는 걸까요?
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    이전의 정전기력은 매우 약해서
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    작은 암석 조차도 중력에 의해
    결합되어 있을 수도 없습니다.
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    중력은 물체의 질량에
    비례하여 증가합니다
  • 4:00 - 4:05
    그렇기 때문에 여러분 다리의 힘만으로도
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    작은 산 만한 크기의 소행성을
    쉽게 벗어날 수 있을 것입니다.
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    중력이 아니라면 대체 무엇일까요?
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    그것은 아마도 먼지일 것입니다.
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    알갱이 가장자리에 있던 먼지 테두리는
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    접착테이프 역할을 합니다.
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    유성들에서 그 증거를
    찾아볼 수 있습니다.
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    많은 콘드룰이 미세한 물질,
    아마도 응축된 먼지의
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    테두리에 둘러쌓여 있습니다.
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    결국 콘드룰 알갱이는 더 큰 암석 안에
    시멘트처럼 접착되어 있겠지요.
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    1 킬로미터 지름 정도
    크기가 될 것입니다.
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    마침내 중력으로 서로
    지탱해 줄 정도의 크기가 됩니다.
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    그것들은 계속해서 충돌하고
    크기가 점점 커져 갑니다.
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    오늘날 우리가 알고 있는
    행성을 포함해서 말이죠.
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    결국 모든 것의 근원,
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    우리의 행성의 크기와
    태양계 내에서의 위치,
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    행성의 구성 성분은
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    헤아릴 수 없도록 많은 일련의
    무작위한 충돌에 의해 이루어졌습니다.
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    먼지 구름이 아주 조금 바뀌었어도
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    우리 행성에 생명이 형성되기 위한
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    조건이 맞지 않았을 수도 있습니다.
Title:
우주 먼지 - 로린 매튜스(Lorin Matthews)
Speaker:
Lorin Matthews
Description:

지금 앉아 있는 자리를 생각해 봅시다. 시간을 거꾸로 돌려보면 얕은 바다 속 밑바닥으로 가라 앉거나, 수 마일의 바위 아래 묻히거나, 녹아서 이글거리는 풍경 속을 떠 다닐 수도 있습니다. 하지만 대략 46억 년 전으로 간다면, 당신은 거대한 먼지와 가스 구름이 공전하는 새로 탄생한 별 속에 있겠군요. 이 우주 먼지는 정확이 무엇일까요?

강의 orbiting a newborn star
제작 Frederic Siegel (Team Tumult)
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:15

Korean subtitles

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