이 논문은 밀턴 하마손과 그의 제자인 저자가 함께 작업한 경험을 바탕으로, 우주 팽창에 대한 연구를 탐구한다. 특히, 1920년대 후반부터 1930년대 초까지 여러 천문학자들이 수행한 관측과 분석이 어떻게 허블의 유명한 속도-거리 관계를 형성하는 데 기여했는지를 살펴본다. 이 연구에서는 위르츠, 룬마크, 레마트르 등 여러 천문학자의 공헌을 강조하며, 특히 허블과 드 시터, 레마트르 사이의 관계와 논쟁에 대해 자세히 다룬다. 또한, 이 연구는 허블이 속도-거리 관계를 발견했다는 신화가 어떻게 형성되었는지를 분석한다.
💡 논문 핵심 해설 (Deep Analysis)
이 논문은 우주 팽창의 역사와 그 과정에서 여러 천문학자들의 역할을 상세히 탐구하며, 특히 허블과 하마손의 연구를 중심으로 다룬다. 이 연구는 1920년대 후반부터 1930년대 초까지 수행된 다양한 관측과 분석이 어떻게 우주 팽창에 대한 이해를 형성하는 데 기여했는지를 살펴본다.
초기 탐색
위르츠와 룬마크의 연구가 속도-거리 관계의 초기 탐색을 이끌었다. 위르츠는 1922년과 1924년에 나선 은하들의 방사선 속도를 분석하여, 거리가 증가함에 따라 적색편이가 증가한다는 사실을 발견했다. 룬마크 역시 1925년에 작은 성운일수록 더 높은 공간 속도를 가진다는 관찰 결과를 발표했다.
레마트르의 기여
레마트르는 1927년에 우주 팽창을 일반 상대성이론으로 설명하는 중요한 논문을 발표했다. 그러나 이 연구가 널리 알려지지 않았고, 허블이 이를 인용하지 않은 것은 레마트르의 논문이 프랑스어로 작성되었기 때문일 수도 있다.
허블과 하마손
허블은 1929년에 속도-거리 관계를 발표했으며, 이 연구는 이후 우주 팽창을 설명하는 데 중요한 역할을 했다. 그러나 이 논문은 레마트르의 데이터와 실질적으로 동일한 결과를 도출했다. 하마손은 1931년에 새로운 방사 속도 측정을 통해 은하 간의 선형 속도-거리 관계를 입증하는 데 기여했다.
논쟁과 신화
허블이 속도-거리 관계를 발견했다는 신화는 Humason (1931)에서 시작되었다. 이 연구에서는 허블과 하마손, 드 시터 등 여러 천문학자들 사이의 논쟁을 다루며, 특히 허블이 룬마크와 드 시터에 대한 개인적인 악감정으로 인해 그들의 연구를 경시한 점을 지적한다.
결론
이 연구는 우주 팽창 발견의 역사를 복잡하고 다층적으로 이해하는 데 기여하며, 허블과 하마손 외에도 위르츠, 룬마크, 레마트르 등 여러 천문학자들의 공헌을 강조한다. 이 연구는 우주 팽창에 대한 이해가 어떻게 형성되었고, 그 과정에서 다양한 논쟁과 신화가 생성되었는지를 상세히 분석한다.
이 논문은 천문학의 역사와 과학적 발견의 복잡성을 탐구하며, 허블의 공헌을 인정하면서도 다른 연구자들의 역할에 대한 재평가를 제안한다. 이를 통해 우주 팽창의 이해가 어떻게 발전했는지를 보다 포괄적으로 이해할 수 있다.
📄 논문 본문 발췌 (Excerpt)
## 밀턴 하마손의 유산: 우주 팽창 발견의 여정
은퇴 전 마지막 관측 밤에, 밀턴 하마손은 팔로머 48인치 스콧 망원경을 사용하는 방법을 나에게 가르쳐주었습니다. 자정이 넘자, 밀트는 제가 잘 배운 것으로 생각했는지, 자신의 제자를 혼자 두고 ‘빅 S’라고 불리는 망원경을 사용하도록 했습니다.
이전 30년 동안, 하마손은 새로운 방사선 속도 관측을 통해 허블 & 하마손 (1931)이 우주가 선형적으로 팽창했다는 것을 합리적인 의심 없이 확립할 수 있도록 많은 긴 밤을 밝히며 희미한 은하들의 스펙트럼을 수집했습니다. 이 연구는 위르츠 (1924), 룬마크 (1925), 레마트르 (1927), 허블 (1929) 그리고 드 시터 (1930)가 처음 발견한 팽창의 단서를 강화하고 확인했습니다.
미국 물리학 연구소의 구전 역사 프로젝트 [http://www.aip.org/history/ohilist/4686.html]에서 수집된 하마손의 회고록에는 다음과 같은 인용구가 있습니다: “속도-거리 관계는 국제천문연합(IAU) 회의 후 시작되었습니다. 제 기억으로는 네덜란드에서 열린 회의였죠 (1928년 9월 5일 - 13일, 네덜란드 라이덴). 허블 박사가 흥분해서 다른 천문학자들이 제안한 내용을 이야기했습니다. 즉, 성운이 더 희미할수록 더 멀리 떨어져 있고 적색편이가 더 클 것이라는 것이었습니다. 그는 저에게 그 사실을 확인해 보라고 부탁했습니다.”
IAU 회의에 참석했던 천문학자들 중 은하들의 속도-거리 관계에 관심이 있었을 가능성이 있는 사람들은 드 시터, 허블, 레마트르, 룬마크, 샤플리와 스마트였습니다.
속도-거리 관계의 초기 탐색적 단계는 위르츠 (1922, 1924)와 룬마크 (1925)에 의해 이루어졌습니다. 1922년 논문에서 위르츠는 가장 가까운 또는 가장 질량이 큰 은하들이 가장 낮은 적색편이를 가진다는 결론을 내렸습니다. 1924년의 더 광범위한 관측 자료를 바탕으로, 위르츠는 나선 성운의 방사선 속도가 거리가 증가함에 따라 현저하게 증가한다는 것을 발견했습니다. 그는 일반 상대성이론이 예측하듯이 적색편이가 거리가 증가함에 따라 증가할 수 있다는 사실을 인지하고 있었습니다. 위르츠는 그의 결과를 독일 천문학 저널인 Astronomische Nachrichten에 발표했습니다.
허블은 고등학교 독일어에서 A를 받았으며 (Christianson, 1995, p. 31), 독일 기업법 교과서도 읽었기 때문에 (Christianson, 1995, p. 79) 위르츠의 논문을 읽는 데 어려움이 없었을 것입니다. 1925년, 룬마크는 “표면적과 방사선 속도 사이에 상당히 명확한 상관관계가 나타납니다. 즉, 작은 성운일수록 더 높은 공간 속도를 가진다는 의미입니다.“라고 썼습니다. 그는 도플러 편이가 일반 상대성이론의 결과일 수 있다고 추측했습니다. 룬마크의 1925년 논문은 왕립 천문학 저널에 게재되었으며 허블 (1929)에서 인용되었습니다. 그러나 허블은 룬마크의 논문을 “유익함이 거의 없는” 것으로 일축했습니다.
레마트르는 1927년에 우주 팽창을 확립하고 이를 일반 상대성이론의 결과로 해석한 중요한 논문을 발표했습니다. 그러나 허블 (1929)이 레마트르의 1927년 논문 (프랑스어로 출판되어 비교적 덜 알려진 저널에 실림)을 알지 못했을 가능성도 있습니다. 그럼에도 불구하고, 허블과 레마트르가 1928년 네덜란드 IAU 회의에서 이 문제를 논의하지 않았다는 것은 의아한 일입니다. 허블이 룬마크의 논문을 경시한 것은 허블 (1926)이 룬마크를 자신의 은하 분류 시스템을 표절했다고 비난한 개인적인 악감정 때문일 수도 있습니다. 허블이 1925년 룬마크 논문에 진지하게 접근하지 않은 것이, 이 중요한 연구가 최근의 여러 리뷰에서 간과되는 데 일조했을 가능성도 있습니다.
우주 팽창의 역사에 대한 보완 번역
우주 팽창의 확장에 관한 연구는 (Block 2011, Kragh 1987, Luminet 1997, Shaviv 2011) - 그러나 Nussbaumer & Bieri (2009)는 예외이다. 이 맥락에서 흥미로운 점은 Christianson (1995, p.230)이 허블의 전기를 쓰면서 “[A] 쓴맛을 남긴, 그러나 잘 알려지지 않은 갈등이 윌렘 드 시터와 있었다"고 언급한 것이다. 그녀는 또한 “허블은 드 시터의 가벼운 발언에 격분했으니, 그는 여러 천문학자들이 [속도-거리 관계]에 대해 논평했다는 것이다.“라고 기록하고 있다. 이 사안에 대한 자세한 내용은 허블이 드 시터에게 보낸 1930년 8월 21일 서한 (Huntington 도서관 보존)을 기반으로 한다 (Nussbaumer & Bieri, 2009, p. 130 참조).
허블과 험슨이 1931년 논문에 데 시터의 이전 연구 (1930)를 비판한 이유는 “[H]e가 동일한 수학적 결과를 도출했기 때문이다” (표 1 참조). 이는 당연한 결과로, 그는 본질적으로 동일한 데이터를 사용했기에 가능했다. 같은 비판은 허블 (1929)의 논문에도 적용된다. 이 논문은 레마이어 (1927)가 이전에 사용한 데이터와 실질적으로 동일하다.
요약하자면, 우주 팽창 발견 역사는 다음과 같다:
1922: Wirtz는 29개의 나선 은하로부터의 방사 속도를 분석하여 가장 가까운 또는 가장 거대한 은하들이 가장 작은 적색 편이를 보인다고 결론지었다.
1924: Wirtz (1924)는 42개의 은하 관측 결과를 바탕으로 “소형 (원격 추정) 나선 은하의 적색 편이는 대형 인근 은하보다 크다는 점에 대해 의심의 여지가 없다"고 결론지었다.
1925: Lundmark는 작은 (원격 추정) 나선 은하의 적색 편이가 더 큰 규모를 가진 근처 은하보다 크다는 점을 지적했다.
1927: 레마이어는 우주 팽창률을 도출하고 이를 일반 상대성 이론으로 설명했다.
1929: 허블은 레마이어의 연구를 반복하여 본질적으로 동일한 데이터로 유사한 결과를 얻었다.
1930: 데 시터는 대부분 같은 데이터를 더 자세히 분석한 후 다시 동일한 결과를 도출했다.
