우주탐구 연표 - 우탐요정

우주탐구 연표

□ 우주탐구 연표

기원전부터 많은 과학자들이 있었다.

○ 탈레스(기원전 640-548 경)

탈레스 생각의 중요한 점은 신들이 세상을 만든 것이 아니고, 자연 속에서 서로 영향을 주고받는 물리적 힘의 결과로 만물이 만들어졌다는 것이다. 전설에 따르면 탈레스는 물이 모든 물질의 근본을 이루는 공통의 원리라고 생각했으며, 일식을 예측할 수 있었고, 피라미드 그림자의 길이와 수평선 위에 떠오른 태양의 고도를 이용하여 피라미드의 높이를 쟀다고 한다. (탈레스의 선견지명인지 모르지만 실제로 우주에 수소와 헬륨이 99.9%이고 그 다음 산소가 많으니 물이 모든 물질의 근본이라는 주장이 한편으로 일리가 있어 보인다.)

○ 아낙시만드로스(기원전 610-546)

탈레스의 친구인 그는 막대 그림자를 관찰하여 1년의 길이를 정확하게 측정.

○ 피타고라스 (기원전 570년경-기원전 495년경) 수학자 철학자

사모스의 피타고라스는 기원전 540년경에 이성에 바탕을 둔 새로운 사고방식의 기초를 다지는데 크게 기여했다. 그는 수학을 철학의 일부로 여겨 열정을 쏟아 크게 발전시켰고, 수와 방정식이 과학이론을 형성하는데 어떤 도움이 되는지 보여주었다. 첫 번째 시도는 음악의 조화를 수의 조화로 설명하는 것이다. 일정한 길이의 현은 일정한 음을 내는데 그 길이를 반으로 줄이면 한 옥타브 높은 음이 나는 것과 그것이 처음의 음과 조화를 이룬다는 사실 등이다. 그는 만물의 원리는 수라고 주장하였으며, 피타고라스의 원리를 발견하고, 자신을 철학자라고 부른 최초의 사람으로, 초기에 지중해 여러 곳을 전전하며 배우고 터득하다 40세 이후에 이탈리아 크레톤에 정착하여 그리스 정착민들을 위해 법률을 제정하고 “피타고라스학파를 세워 제자들과 함께 성공적으로 공동체를 이루었는데, 거의 300명에 달하는 그의 제자들은 나랏일을 최선으로 관리하여, 그 정치체제는 ‘최선자 지배정’이라 불릴 정도였다. 그의 명성은 널리 퍼져 로마를 비롯한 이탈리아 전역에서 그의 말을 들으러 찾아왔으며, 공동체에서는 콩을 제외한 채식을 시행하였다.

○ 히포크라테스 (기원전460년경-기원전375년경)

의학의 선구자로, 의술은 물리학과 화학에 기반을 두어야한다고 강조했다.

○ 데모크리토스 (기원전460년경-기원전370년경)

원자(더 이상 자를 수 없다.)라는 단어를 만들어내고, 불멸의 영혼이나 불멸의 신 따위는 없다고 확신했다. 히포크라테스와 절친한 사이였다.

○ 유클리드 (기원전4세기 중반-기원전3세기 중반)

기하학의 창시자, 기원전 3-4세기 유클리드가 열세권의 책을 쓰면서 제1권에 가장 자명한 원리 다섯 가지를 나열했는데, 그 처음이 “이것과 저것이 그것과 같으면, 이것과 그것은 같다”는 같음에 관한 것이고, 마지막 다섯 번째가 “전체는 부분보다 크다”이다.

○ 프톨레마이오스 왕조

알렉산드로스 대왕이 사망한 BC 323년부터 BC 30년까지 이집트를 지배한 마케도니아 왕조로, 초대왕은 알렉산드로스 대왕의 측근이었던 프톨레마이오스 1세이고 마지막왕은 클레오파트라 7세이다. 프톨레마이오스 왕조는 알렉산더 대도서관에 기존의 지식들을 수집만 한 것이 아니라 과학연구를 적극 장려하고 재정적 지원을 아끼지 않아, 에라스토테네스, 히파르코스, 유클리드 등을 배출하였고, 유클리드 기하학은 그 후 23세기 동안이나 사람들에게 읽히며 케플러, 뉴턴, 아인슈타인 등과 같은 위대한 과학자들이 과학에 흥미를 갖게 하는 데 크게 기여하였고, 또 갈레노스는 치료와 해부에 관한 책을 썼는데, 그 내용이 의학 분야를 르네상스 때까지 지배했다.

○ 아리스타르코스 (BC 310 경 - BC 230 경)

지구는 자전하면서 태양주위를 공전한다고 처음 주장하였다. 그의 이러한 생각은 아르키메데스와 플루타르코스에 의하여 알려졌으며, 그의 현존하는 저서는 <태양과 달의 크기와 거리에 대하여> 라는 소논문 하나가 있다.

○ 아르키메데스 (기원전 287년경-기원전 212년경)

고대 그리스의 전설적인 수학자 철학자 물리학자, 아르키메데스 원리.

○ 에라토스테네스 (기원전 276년경 키레네에서 나서 기원전 194년경 알렉산 드리아에서 죽다)

학자, 사서, 시인, 발명가, 음악이론가인 그는 수학 지리학 천문학에 능 했으며, 알렉산드리아 도서관장이었으며, 최초로 지구둘레를 측정하고, 소수체를 발견하고, 달의 상대적 크기를 계산한 사람으로, 그의 지구 측 정 방법을 보면 그는 이미 지구가 둥글다는 것을 알고 있었다고 생각된 다.

○ 프톨레마이오스

AD 127-145년에 알렉산드리아에서 활동한 고대 그리스 의 지질학자, 천문학자. - 천동설 주장.

○ 히파티아 (370-415)

여성 철학자, 수학자, 천문학자, 물리학자 알렉산드리아 대도서관이 붕괴될 때까지 알렉산드리아에서 활동한 매우 드문 대단한 미모의 여성학자로 당시 남성지배사회에서 이를 전혀 의식하지 않고 거침없이 활동했으며, 뭇 남성들의 구혼을 모두 거절하고, 로마 총독과 가까운 사이라는 사실과, 이교도 과학과 학문의 상징적인 인물이라는 이유로, 알렉산드리아 대주교 키릴루스가 그녀를 혐오하여, 교구의 광신폭도들이 놓은 덫에 걸려 잔혹하게 살해되었고, 그녀의 저술은 모두 불태워졌으며, 그녀가 죽은 뒤 얼마 지나지 않아 도서관에 남아있던 마지막 책들마저 모두 파괴되었다.

○ 서양 약 1천 년의 암흑시대

○ 세종대왕(1397-1450) 재위 1418-1450

장영실(1390-1442)

○ 코페르니쿠스(1473-1543 폴란드의 천문학자, 카톨릭주교, 성공회 성인, 1543 지동설 주장)

폴란드의 유복한 가정에서 태어난 코페르니쿠스는 주교였던 외삼촌의 영향으로 성당의 참사회의원으로 선출되었다. 이탈리아에서 법학과 의학을 공부한 코페르니쿠스의 기본 임무는 외삼촌의 주치의 겸 비서였다. 남는 시간이 많아 화폐개혁을 조언하기도 하고 시를 라틴어로 번역하기도 하였으나 그의 가장 큰 관심사는 천문학이었다. 이 아마추어 천문가는 행성운동을 연구하는데 몰두했고, 결국 과학사에서 가장 중요한 인물 중 한사람이 되었다. 놀랍게도 그의 모든 천문학 연구는 정식 출판된 것이 아니라 1514년경에 손으로 써서 몇 명에게만 회람시킨 20쪽짜리 논문으로 1천년이 넘는 천문학 역사에서 가장 급진적인 생각으로 세상을 흔들어 놓았다. 논문 요지는 우주를 구성하는 기초라고 생각한 일곱 가지 원칙으로
- 지구의 중심은 우주의 중심이 아니다.
- 우주의 중심은 태양의 중심부근에 있다.
- 지구에서 태양까지의 거리는 지구에서 별까지의 거리에 비해 아주 작다.
등으로 그 후 30년 동안 200쪽이 넘는 <소논평>을 재작성하여 다행히도 직접 출판하지 않고 가지고 있던 중, 죽기 전에 레티쿠스가 독일에서 여러 곡절 끝에<천체회전에 관하여>라는 제목으로 인쇄하여 발표, 여러 종교적 수난을 면할 수 있었다.

○ 티코브라헤(1546-1601 덴마크)

1546년 덴마크 귀족 가문에서 태어난 티코브라헤는 젊은 시절 사촌과 결투 중 코가 일부 잘려나가 금속 성형코를 붙이고 다녀 유명했는데, 관측천문학을 정확성면에서 한 단계 발전시켰다는 점에서 더욱 유명해져, 덴마크 왕 프레데릭 2세는 덴마크 해안의 벤 섬을 그에게 주고 그곳에 천문관측소를 지을 수 있도록 재정도 지원하여 당시로서는 최신 장비들을 도입 연구 중에 왕이 죽고 나서 지원이 없자, 프라하로 옮겼다. 그곳 신성로마제국 황제 루돌프 2세는 그를 궁정수학자로 임명했고 베나키 성에 새로운 관측소를 설치하도록 했고, 그곳에서 몇 달 뒤 케플러를 조수로 채용하였다. 케플러는 루터파 신교도로 가톨릭교도였던 대공의 사형위협으로 도망 온 처지였다. 브라헤는 천문학 사상 가장 뛰어난 자료를 수집했으며, 조수였던 케플러는 그 관찰 결과를 가장 훌륭하게 해석했다. 업적; 천문관측자료, 초신성 발견, 티코의 우주 구조. 천문기기 개발과 별들의 위치를 측정하고 결정하여 훗날 여러 가지 천문학적 발견을 가능하게 했으며, 특히 죽기 전에 자기가 쓰던 장비와 자료들을 한때 자신의 조수였던 케플러에게 주도록 유언하여 케플러의 연구에 큰 도움을 주었고, 망원경 발명 이전까지 가장 정밀했던 그의 관측기록은 태양계의 포괄적 연구와 777개 이상 되는 항성의 정확한 위치를 포함하고 있다.

○ 갈릴레오 (1564-1642) 1609

처음 만든 망원경으로 코스모스 발견. 이듬해 새 망원경으로 토성을 하나의 점 이상으로 보다. 1614 새 망원경 으로 다시 보니 토성에 손잡이 같은 부속지가 달린 것처럼 보였다. 코페르니쿠스의 지동설을 강력하게지지 결국 말년에 가택연금.

○ 케플러 (1571-1630, 독일의 수학자, 물리학자, 천문학자, 천체역학의 창시자)

주요 업적으로는 행성운동을 표현하는 케플러법칙이 있다. 티코브라헤와 일하게 되고 티코브라헤가 죽은 후에, 그의 유언으로 관측자료를 넘겨받아 루돌프2세의 보호아래 황실 수학자가 되어 안정을 얻은 뒤 자료 분석에 몰두하여 8년의 연구 끝에 세계최초로 위성들의 움직임에 타원괘도개념을 도입하고, 갈릴레오 망원경과 다른, 요즘 주로 사용되는 접안렌즈가 볼록렌즈인 케플러식 망원경을 발명. 케플러는 코페르니쿠스의 오류를 다음과 같이 지적했다.
1. 행성들은 정확한 원이 아니라 타원괘도를 돈다.
2. 행성들은 계속해서 운동속도를 바꾼다.
3. 태양은 이들 괘도의 정확한 중심에 있는 것이 아니다.

○ 17세기 네덜란드

역사상 네덜란드가 그때처럼 막강한 영향력을 행사하던 시기는 없었다. 동인도회사로 부를 축적하며 지혜와 꾀에 의존해서 살아야했던 이 작은 나라의 외교노선은 철저한 평화정책이었다. 그들은 정통에서 벗어난 사조에 대해서도 비교적 관대했다. 마치 20세기 나치독재와 공산독재를 피하여 유럽 지식인들이 대거 망명한 미국처럼, 당시 유럽 지성인들에게 네덜란드는 문자 그대로 이상향이었다. 그래서 17세기 네덜란드는 아인슈타인이 존경해마지않았던 스페인에서 종교박해를 피해 이주한 스피노자의 안식처였고, 그 외 데카르트, 존 로크 등 많은 예술가, 과학자, 철학자, 수학자들의 안식처였다. 사상의 자유를 존중하는 네덜란드의 전통에서 라이덴 대학교는 지동설 주장으로 로마 가톨릭으로부터 고문 위협을 받으면서 자신의 생각을 버리라고 강요받던 이탈리아의 갈릴레오에게 교수직을 제의하기까지 했다. 이렇게 네덜란드와 긴밀한 관계를 유지했던 갈릴레오는 네덜란드 사람이 설계한 스파이글라스를 개조하여 그의 첫 번째 천체망원경을 만들 수 있었다. 이 망원경을 통해 태양의 흑점, 금성의 위상변화, 달의 운석공 그리고 목성주위의 네 위성 등을 관측할 수 있었다. 갈릴레오는 지동설을 지지하며 이를 주창했는데, 그런 용기를 그 당시 다른 사람들에게서는 찾아보기 어려웠다.

○ 데카르트(1596-1650, 수학자, 과학자, 철학자)

“나는 생각한다, 고로 존재한다.” 1619년 11월의 쌀쌀한 저녁, 바이에른 어느 도시의 후끈한 방에서 밤을 보내던 젊은 프랑스군인이 고민한 것이 이 문제였다. 그는 잠자리를 마련하고 등불을 끄고 자리에 누었지만 잠이 오지 않았다. 어떤 생각이 그를 사로잡고는 놓아주지 않았다. 오랜 시간이 지난 뒤 그 순간을 회고할 때, 그는 그때 성령이 자신을 찾아와서 새로운 생각의 방식을 알려주었다고 말했다. 그리고 그는 그 발상을 남들에게도 알리고 싶었다. 그 젊은이가 바로 유명한 르네 데카르트. 그날 밤 데카르트에게 찾아든 생각은 이후에 펼쳐질 현대문명의 특징이 될 터였다. 그의 말에 따르면, 성령은 그에게 철학과 과학을 하나로 통합하라는 지시를 내렸다. 그는 우리가 무엇이 실재인지를 알려면 모든 생각을 엄밀하고 오류 수정적인 과학의 점검에 맡겨서 수학적으로 표현되는 증거를 찾아내야한다고 믿었다. 데카르트가 떠올린 그런 발상의 핵심에는 이후 현대세계를 특징지을 요소가 있었다. 의심이었다. 17세기 초에 이것이 얼마나 급진적인 생각이었을지 상상해 보라. 불과 얼마 전, 갈릴레오는 수학적으로 증명할 수 있는 관측결과인 지동설을 발설했다고 해서 재판을 받고, 유죄를 선고받고, 관련서적을 불태우고, 가택연금에 처해졌다. 교회는 1,000년 동안 대중의 담론을 성공적으로 통제해왔다. 구약과 신약이 문자 그대로 진실이라는 교리에 대해 누구도 반론을 제기할 수 없었다. 의심의 여지가 없었다. 하지만 데카르트는 의심이야말로 지식의 출발점이라고 여겼다. 데카르트는 무신론자가 아니었다. 적어도 공개적으로는 아니었다.

○ 크리스티안 하위헌스(1629-1695 네덜란드)

1655년에 갈릴레오의 망원경 보다 성능이 훨씬 개선된 망원경으로 본 토성은 여전히 흐릿했지만, 그래도 이번에는 고리가 또렷이 보였다. 하위헌스는 행성에 고리가 붙을 수도 있고 토성이 그런 행성이라는 것을 처음 안 사람이었다. 그는 또 200년 뒤에 타이탄이라고 불리게 될 토성의 최대 위성을 발견했다. 그래서 마침내 인류가 그 위성을 방문할 기회가 왔을 때, ESA는 그 우주선에 하위헌스의 이름을 붙였다. 하위헌스가 네덜란드에서 활동할 즈음, 이탈리아에서는 갈릴레오와 조르다노 브르노가 새로운 학설 주장으로 철저하게 비판받는 처지에 있었으나, 이와는 대조적으로 네덜란드에서 하위헌스는 위 두 사람의 의견을 모두 지지하면서도 온갖 찬사를 다 받으며 살고 있었다. 그의 아버지 콘스탄틴 하위헌스(1596-?)는 당시 수석외교관이었고 문학자, 시인, 작곡자, 연주자로써 다양한 문화 활동을 펴는 한편, 영국 시인 존던의 절친한 친구로서 그의 작품을 번역하기도 했다. 아울러 그는 전형적인 대가족의 가부장이었다. 콘스탄틴은 화가 루벤스를 존경했고, 또한 청년 렘브란트를‘발굴’하였다. 콘스탄틴 하위헌스와의 첫 만남에서 데카르트는 그가 그렇게 다양한 분야에 관심을 갖고 뛰어난 능력을 발휘하는 것을 보고 도저히 믿을 수 없다며 놀라움을 금치 못했다. 하위헌스의 집은 세계 각지에서 온 온갖 종류의 진귀한 물건들로 가득했고, 종종 세계 여러 나라의 위대한 사상가들이 방문하는 장소가 되기도 했다. 이러한 환경에서 자란 크리스티안 하위헌스는 아주 어려서부터 여러 나라의 언어, 회화, 법률, 과학, 기술, 수학, 음악 등을 동시에 접하며 이에 능하게 되었고 이 과정에서 그의 관심사와 전공분야는 폭 넓게 형성돼갔다. 그는 “전 세계가 나의 고향이며, 과학이 바로 나의 종교다.”라고 선언하기도 했다. 당대의 모티프는 빛이었다. 빛은 사상과 종교의 자유 그리고 지리적발견의 상징이었다. 빛에 대한 생각이 당시 회화에 깊숙이 파고들었다. 특히 베르메르의 작품에는 빛의 오묘함이 절묘하게 표현돼있다. 스넬의 빛의 굴절법칙 발견, 레벤후크의 현미경 발명 그리고 하위헌스의 빛의 파동설 등 당시 과학연구의 중심주제가 모두 빛과 관련된 것들이었다. 이러한 연구들은 서로 연계되어 이루어졌고 학자들은 연구영역의 경계를 자유롭게 넘나들었다. 베르메르의 작업실에는 항해도구들이 널려있었고 작업실 벽면에는 항해지도들이 걸려있었고 현미경은 응접실의 장식품이었다. 레벤후크도 화가 베르메르의 재산을 관리하는 일을 했고, 호프바이크에 있는 하위헌스의 집을 자주 방문하여 그와 긴밀한 관계를 유지했다.

레벤후크의 현미경은 재단사들이 옷감의 품질을 자세히 살피기 위해 사용했던 확대경을 개량한 것이었다. 그는 그 현미경으로 물방울에서 하나의 소우주를 발견할 수 이었다. 물방울에서 본 미생물을 “극미동물”이란 애칭으로 부르며“귀엽다”고 생각했다. 하위헌스는 초기에 현미경들을 설계하는데 적지 않은 기여를 하였으며, 그 자신도 현미경으로 새로운 발견을 많이 했다. 사람의 정자를 처음 본 소수의 사람들 중에 레벤후크와 하위헌스가 들어있을 것이다. 정액 세포의 발견이 사람의 생식 작용을 이해하는 단초가 되었다. 하위헌스는 충분히 끓여서 완전 소독한 물에서도 미생물이 서서히 증식하는 현상을 관찰하고, 미생물들은 충분히 작아서 공기 중에 떠다닐 수 있으며 떠다니다가 물에 내려앉아 번식한다고 설명함으로써, 생명의 자연 발생설에 하나의 대안을 제시할 수 있었다. 그러나 하위헌스의 추측을 루이 파스퇴르가 확인하기까지는 2세기에 이르는 시간이 더 필요했다. 네덜란드에서 17세기 초에 개발된 현미경과 망원경은 인간의 가시 한계를 아주 작은 것으로 그리고 아주 큰 영역으로 각각 확장시켰다. 크리스티안 하위헌스는 유리를 직접 갈아서 천체망원경 제작에 필요한 렌즈를 만들기 좋아했으며, 한 번은 5미터 길이의 굴절망원경을 제작했다. 그 망원경으로 그가 이룩할 수 있었던 새로운 발견들은 인류사에서 그의 위치를 확고히 하기에 충분한 수준의 것 이었다. 그는 에라스토테네스 이후 지구 외의 다른 행성의 크기를 측정한 첫 번째 인물이며, 금성이 구름으로 완전히 뒤덮여 있다는 사실을 맨 처음으로 추측해 본 천문학자였고, 화성 표면의 특징을 지도로 그려 남겼을 뿐 아니라, 그러한 표면 특징이 나타났다 사라지는 현상을 관찰하여 화성의 자전주기가 지구와 비슷하게 24시간 정도라는 것까지 측정했다. 토성이 여러 겹의 고리로 둘러싸여 있고 특히 그 고리가 토성 표면과 접촉하지 않는다는 사실을 처음 확인한 것도 하위헌스였다. 토성의 위성 중에서 가장 큰 위성이자 태양계에서 둘째로 큰 위성인 타이탄도 발견했으며, 그는 이러한 발견과 업적의 대부분을 20대에 이룩했으며, 점성술이란 말도 안 되는 소리라고 생각했다. 그는 또 항해용 시계를 발명하는데 크게 기여하였고, 균형을 잡아주는 나선 모양의 용수철을 발명했으며, 이것은 오늘날까지도 일부시계에 이용되고 있다. 또 그는 원심력을 계산해 내고, 주사위 놀이를 연구하여 확률론에도 기여하였다.

○ 조반니 도메니코 카시니 (1625-1712, 이테리에서 출생, 프랑스에서 죽다)

많은 업적들 가운데 특히 토성 고리 A와 B사이에 있는 카시니 간극을 발견한 것으로 유명하며, 또한 토성의 위성들 가운데 4개를 발견했으며, 황도광을 관측하여 처음으로 기록을 남겼다. 처음에는 주로 태양을 관측했으나, 더욱 성능 좋은 망원경을 얻은 후 행성에 관심을 돌렸다. 또 목성과 태양사이를 지나가는 목성의 위성그림자를 관측해서 목성의 자전주기를 계산할 수 있었고, 1666년 화성에 대해서도 비슷한 관측을 해서 화성의 자전주기가 24시간 40분임을 밝혀냈다. (현재 화성의 자전주기는 24시간 37분 22.6초로 알려져 있다.) 카시니는 홍수조절에 대한 몇 편의 논문도 썼으며, 응용수력학 분야에 대한 폭넓은 실험을 하였다.
1669년 프랑스 루이 14세는 카시니가 발견한 사실들과 그 업적을 듣고 그를 파리로 초청해서 그 당시에 설립된 왕립과학아카데미의 회원이 되도록 하였고, 1671년 완성된 파리천문대의 대장 직을 맡겼으며, 2년 뒤에는 프랑스시민이 되었다. 이탈리아에서 하던 연구를 계속해서 토성의 위성인 이아페투스(1671), 레아(1672), 테티스(1684), 디오네(1684) 등을 발견했다. 1671-1679년에는 달을 관측하면서 대형 월면도를 제작하여 과학아카데미에 제출했다. 또 토성의 고리는 하나씩 구별할 수 없을 만큼 작은 소위성의 무리로 이루어져있을 것이라는 의견을 제시했는데 나중에 사실로 드러났다.

1683년 황도광을 연구한 후 이것이 일부사람들이 생각했던 것처럼 기상현상이 아니라 천문학적인 기원을 가지고 있다는 결론을 내렸고, 1683년 파리를 통과하는 자오선을 측정하는 작업을 시작한 결과 지구가 약간 편평하다(실제로 극지점이 약간 편평함.)는 결론을 내렸다. 보수주의자였던 그는 코페르니쿠스의 지동설을 부분적으로 수용했지만 행성이 타원괘도를 돈다는 케플러의 이론은 받아들이지 않았다. 그 대신 행성의 괘도가 달걀처럼 굽은 괘도라고 주장했으며, 이것은 카시니언즈 또는 카시니의 달걀이라고 불리게 되었다. 비록 새로운 이론과 개념은 받아들이지 않았지만, 그가 발견 관측한 업적들을 볼 때, 카시니는 17~18세기의 가장 중요한 천문학자 중 한사람임에 틀림없다. 당시는 빛의 속도가 무한하다고 생각 하여 빛의 속도가 유한함을 알 수 있는 많은 증거들을 수집하고도 이를 발견하지 못하였다. 하지만 그런 카시니도 실로 모범적인 태도로 데이터에 충실했던 일화가 있다. 절대군주로서 누구든 마음대로 처벌하고 처형할 권한을 가졌던 루이 14세의 심기를 거스르면서까지. 발단은 왕이 카시니에게 자신의 영토가 정확히 얼마나 넓은지 계산해보라고 시킨 일이었다. 그때가지는 정확한 프랑스지도가 작성된 일이 없었고, 하물며 프랑스의 모든 산과 계곡을 빠짐없이 그려 넣은 지형도는 더욱더 없었고, 다른 어떤 나라에도 없었다. 카시니는 그 일을 맡아서 실력을 유감없이 발휘했지만 그 결과는 왕을 기쁘게 하지 못할 것 같았다. 그래도 카시니는 왕에게 대충 이렇게 말했다. “폐하, 좀 실망스러운 소식을 갖고 왔습니다. 우리는 그동안 프랑스가 아주 크다고 믿어왔습니다만, 저희 조사로 드러난 바에 의하면 유감스럽게도 폐하의 영토는 우리가 지금까지 생각했던 것보다 훨씬 작습니다.”왕의 표정이 심각해졌고, 신하들은 긴장했다. 하지만 루이 14세는 뜻밖에 사람 좋은 반응으로 모두를 놀라게 했다. 왕은 껄껄 웃으면서 카시니에게 말했다. 프랑스의 모든 적들이 빼앗은 것보다도 더 많은 땅을 카시니가 자기에게서 빼앗았다고.
처음 카시니는 사이비 과학자인 점성술사였으나 프랑스 절대군주 루이 14세로부터 엄청나게 좋은 자리를 제의받고 수락하며 많은 업적을 남겼다. 루이 14세는 유럽군주 중 처음으로 과학의 잠재력, 그리고 과학이 국가 안보에도 기여할 수 있으리라는 가능성을 깨달은 사람으로 나름대로 사람을 쓸 줄 아는 유능한 절대군주였다.

○ 스피노자(1632-1677)

그는 10대까지 암스테르담 유태인 공동체의 일원이었다. 하지만 20대 초부터 새로운 형태의 신에 대한 생각을 공공연히 말하기 시작했다. 그의 신은 우주의 물리법칙 그 자체였다. 그의 성서는 자연의 책이었다. 암스테르담 시나고그의 다른 유태인들은 자신들의 눈에 불경함으로 비치는 스피노자의 의견에 불안해했다. 왜냐하면 그들은 대부분 스페인이나 포르투갈의 악독한 종교재판을 피해서 네덜란드로 이주한사람들이었다. 결국 그들은 젊은 반항아를 파문했고 모든 공동체 구성원들에게 그를 영원히 외면하라고 명했다. 그는 결국 그들과 떨어져 주로 렌즈를 연마하는 일로 생계를 이어가다 44세에 폐병으로 죽었다. 1920년 11월 아인슈타인이 스피노자의 철학이 미친 영향력을 기념해 박물관으로 보존된 헤이그의 초라한 작업실을 찾았다. 그는 종종 사람들로부터 신을 믿느냐는 질문을 받으면 그때마다 그는 “제가 믿는 신은 만물의 조화에서 그 모습을 드러내는 스피노자의 신입니다” 라고 말했다.

○ 올레 뢰머(1644-1710)

(덴마크의 천문학자, 프랑스에서 카시니의 조수로 일 함.)- 1676 빛의 속도 측정. 카시니가 계산한 목성 위성의 계산표를 보고 빛의 속도가 유한함을 증명 하고, 목성의 위성 이오를 이용하여 빛의 빠르기를 측정.

○ 아이작 뉴턴 (1643-1727 영국, 수학 물리학 천문학 철학 신학 연금술)

개인적인 어려움이 있었지만 뉴턴은 대단한 탐구정신으로 천재성을 발휘하여 17세기 과학계에 누구보다도 큰 업적을 남겼다. 그는 짧은 기간의 연구로 새로운 과학시대의 기초를 마련하였다.
1666년에 미적분학, 광학, 그리고 그 유명한 중력에 대한 업적이 모두 이루어졌다. 중력법칙의 핵심은 우주의 모든 물체는 다른 모든 물체에 중력을 미친다는 것이다. 즉 만유인력의 법칙을 완성. 과학혁명에 큰 공헌을 한 과학자로 역학의 체계를 확립한 근대과학의 시조. 1665-1666년 겨울, 청년 뉴턴은 잉글랜드 링컨셔의 자기 방에서 빛과 색의 물리적 속성을 알아내고자 부지런히 연구하였다. 그 마음이 얼마나 간절했던지, 그는 바늘을 자기 눈에 찌르는 일도 서슴지 않았다. 정말이다.

뉴턴은 20대 무렵 이미 미적분이라는 새로운 수학분야의 기초를 닦았고, 일련의 실험을 통해서 색이 빛의 특징이라는 사실을 알아냈다. 그는 우리가 보는 사물의 어떤 면이 빛의 속성이고, 어떤 면이 우리 신경이 만들어낸 것인지 가려내고 싶었다. 색은 빛에 숨어있을까 아니면, 우리 눈에 숨어있을까? 뉴턴이 연구한 현상들을 대부분의 다른 사람들은 ‘원래 그런 것’으로 여겼다. 사과는 원래 땅으로 떨어지는 법이고, 빛은 원래 그렇게 창문에 비쳐드는 법이라고. 뉴턴의 위대함은 마치 네 살배기 아이처럼 일상적인 현상에 “왜?”“어떻게?”하고 묻는데서 나왔다. 뉴턴은 이를테면 이렇게 물었다. 빛은 무엇으로 만들어졌을까? 만약 빛을 최소 구성단위로 쪼갤 수 있다면, 무엇을 보게 될까? 그는 빛이 직선으로 움직인다는 사실을 알아차렸다. 그렇지 않다면 그림자의 또렷한 테두리를 어떻게 설명하겠는가? 마치 하늘에서 계시가 내려오는 것처럼 구름 틈새로 곧바르게 내리비치는 햇살을 어떻게 설명하겠는가? 개기일식 때 세상이 완전히 깜깜해지는 것은? 이런 관찰을 근거로 해서, 뉴턴은 빛이 입자들 - 그는 “미립자”라고 불렀다. - 의 흐름이라고 추론했다. 광선이란 한 줄로 날아온 빛의 미립자들이 우리 눈의 망막에 부딪히는 현상이라고 보았다.

* 한편 바다건너 네덜란드에는 뉴턴의 빛 입자 이론에 격렬하게 반대하는 사람이 있었다. 그는 다름 아닌 토성 고리의 속성을 처음 알아내고 최대 위성인 타이탄을 처음 발견한 네덜란드 천문학자, 크리스티안 하위헌스였다. 하위헌스도 뉴턴처럼 부유한 가정에 살면서 일상적인 현상에 호기심이 넘치는 사람이었다. 그는 평생 심한 우울증과 씨름하면서도, 세상을 바꾸는 일을 해내는 데는 그렇게 기운찰 수가 없었다. 그는 추시계를 발명했고, 그와 관련한 수학 공식을 유도해 내, 이후 300년 동안 최첨단 시간측정단위로 사용될 방법의 표준을 마련했고, 환등기를 설계해 두었으며, 새로운 수학이론인 확률이론을 개척했고, 빛이 뉴턴이 주장하는 입자현상이 아닌 파동현상이라고 보았다.

○ 윌리엄 허셜 (1738-1822, 독일에서 태어나서 영국으로 이주한 음악가 겸 천문학자)

갈릴레이 이후 망원경을 설계하고 이용한 가장 위대한 개척자는 1738년 독일 하노버에서 태어난 프리드리히 빌헬름 헤르셸이었다. 그는 아버지를 따라 하노버 경비대 악단에서 일을 시작한 음악가였으나, 1757년 하스텐벡 전투에서 직업을 바꿔야겠다고 생각했다. 그는 외국에 나가 조용히 음악가로 살기로 결심하고 영국에 정착하기로 했다. 하노버 선제후 게오르크 루드비히가 1714년 영국에서 조지 1세로 즉위, 하노버 왕가를 수립하여 영국의 분위기가 우호적이라고 생각했기 때문이다. 그는 이름을 영국식으로 윌리엄 허셜로 바꾸고 바스에 집을 사서 음악선생, 지휘자, 작곡가 그리고 뛰어난 오보에 연주자로 편안한 생활을 했다. 그러나 세월이 지나면서 차츰 천문학에 관심을 가지게 되었고, 점차 단순한 취미에서 가장 중요한 관심사가 되어, 결국 전문적인 천체 관측자가 되었고 18세기의 가장 위대한 천문학자로 인정받게 되었다. 허셜은 정원에서 잡동사니를 조립하여 만든 망원경으로 하늘을 관측했는데,

1781년 역사상 유명한 발견을 했다. 그는 며칠 밤 동안 천천히 움직여가는 새로운 천체를 찾아냈다. 그는 이 천체가 꼬리를 가지고 있지 않다는 것이 밝혀질 때 까지는 전에 발견되지 않았던 새로운 혜성일 거라고 생각했다. 그러나 그것은 혜성이 아니라 새로운 행성이었다. 태양계에 새로운 행성이 더해지는 중요한 발견으로 수천 년 동안 맨눈으로 보이는 5개의 행성만 알려져 있었는데, 바로 여섯 번째 행성인 천왕성을 발견하고 하노버 왕가 조지3세의 이름을 따 조지의 별이라고 불렀다. 자기 집 뒷마당에서 작업하던 윌리엄 허셜이 많은 예산을 사용하는 유럽왕립천문대가 하지 못한 일을 해낸 것이다. 누이 캐롤라인이 그 성공적인 관측에 중요한 역할을 했다. 6개의 혜성을 발견할 정도로 뛰어난 천문학자였던 캐롤라인은 윌리엄을 적극적으로 보조했다. 새로운 망원경을 만들 때도 도왔고, 춥고 긴 밤 동안 같이 관측 작업을 했다. 그녀는 그때의 일을 다음과 같이 기록해놓았다. “옷을 갈아입을 사이도 없이 계속되는 일에 모든 여가시간을 빼앗겼다. 옷소매는 찢어지거나 녹은 송진으로 더러워졌다. ...... 나는 오빠의 입에 음식을 떠먹여주기도 했다.” 캐롤라인 허셜이 언급한 송진은 윌리엄이 거울을 연마하기 위해 사용하던 것이었다. 윌리엄은 망원경을 만드는 것을 매우 자랑스러워했다. 그는 독학으로 제작법을 터득했지만 세상에서 가장 훌륭한 망원경을 제작할 수 있었다. 당시 왕립천문대에서 사용하던 망원경 배율이 270배였던데 반해, 그가 제작한 망원경 중에는 배율이 2,010배나 되는 것도 있었다. 망원경은 배율도 중요하지만 빛을 모으는 집광능력이 더 중요하다.

1789년 허셜은 구경이 1.2미터나 되는 세상에서 가장 큰 반사경을 가진 망원경을 제작했다. 불행하게도 이 망원경의 길이는 12미터나 되었고 다루기 어려워 1815년에 이 괴물을 버리고 성능과 실용성을 절충하여 대부분 구경이 0.475미터이고 길이가 6미터인 중간크기의 망원경으로 관측했다. 허셜의 중요한 연구과제는 뛰어난 망원경을 이용하여 수백 개의 별들까지의 거리를 측정하는 것이었다. 그는 시리우스별의 밝기를 기준으로 다른 많은 별들의 밝기를 비교하여 시리오미터라는 상대적인 거리측정단위를 만들었다. 천왕성을 발견하고는 자신이 모시는 군주인 조지3세를 기념해 “조지”라는 이름을 붙였는데 그 이름은 살아남지 못했지만, 헌정에 흡족했던 왕은 윈저성에서 내다보이는 동네인 슬라우에 허셜만을 위한 세계최대의 망원경을 짓도록 자금을 내주었다. 또 캐롤라인은 영국 정부로부터 보수를 받고 공식적인 지위를 얻은 최초의 여성이었으며, 과학자로 보수를 받은 세계최초의 여성이었다. 캐롤라인은 키가 130cm밖에 되지 않았으며, 열 살 때 티프스에 걸려서 왼쪽 시력을 좀 잃었고, 성장도 멎었다. 그래도 그녀는 시대의 한계에 도전했다. 어느 정도까지는. 캐롤라인은 중요한 천문학적 발견을 많이 해냈다. 그리고 그 결과를 “성운 및 성단목록”이라는 책자로 발표했다. 하지만 책에는 오빠 윌리엄의 이름을 내세웠다. 아쉬운 일이지만 1802년이었으니까 이해할 만도 하다. 윌리엄의 아들이자 캐롤라인의 조카인 존 허셜은 자라서 고모의 목록을 더 확장했고 책은 “신판 일반목록(NGC)”이라는 새 이름을 갖게 되었다. 요즘도 NGC숫자로 이름불리는 천체들이 많다. 윌리엄 허셜은 토성의 새 위성을 발견한 뒤 그것을 토성Ⅱ(Saturn Ⅱ)라고 불렀다. 그랬다가 아들 존 허셜에게 새로운 세계에 이름을 붙일 영예를 주었고, 존은 그리스 신화에서 가이아와 우라노스의 아들이자 우주의 통제권을 놓고 아테나여신과 웅대한 싸움을 벌였던 거인 엔켈라두스의 이름을 따왔다. 마지막 범주 5의세계인 엔켈라두스는 태양계에서 반사도가 가장 높은 천체중 하나이며, 표면은 대체로 매끄럽지만, 띄엄띄엄 크레이터가 파여 있다. 우리가 이 사실을 아는 것은 NASA의 보이저2호 덕분이다.

윌리엄 허셜은 메시에 목록의 사본을 받고 거대한 망원경을 이용하여 메시에보다 훨씬 많은 2,500개의 성운을 기록했다. 그러나 그는 모든 성운들이 우리은하 안에 있다고 생각했다.

○ 정조대왕(1752-1800) 재위 1759-1776

정약용, 정약전

○ 토머스 영(1773-1829, 잉글랜드)

삼촌이 물려준 넉넉한 유산덕분에 자신의 호기심을 충족시키는 일이라면 뭐든지 자유롭게 할 수 있었다. 먼저 고대 이집트의 상형문자 기호 6개를 알아냈고, 에너지라는 단어를 현대적인 의미로 처음 쓴 사람이며, 분자, 즉 둘 이상의 원자가 화학 결합을 통해 이룬 입자의 크기를 처음 잰 사람이며, 또 의사로서 안구변형으로 인한 시각결함을 확인하고 그 현상에 난시라는 이름을 붙였다. 이처럼 그의 업적은 대단히 많지만 그중에서도 그가 19세기 초에 마분지 몇 장만 있으면 뚝딱 할 수 있는 이중 슬릿을 이용한 간단한 실험은 후대의 물리학을 오늘날 우리가 사는 이상한 나라로 만들었다. 영은 빛이 파동임을 증명한 셈이었다.

○ 프리드리히 빌헬름 베셀( 1784-1846 독일 천문학자)

시리오미터를 킬로미터로 바꾸기 위해서는 시리우스까지의 거리를 측정해야했다. 1838년 베셀이 처음으로 그 거리를 측정하였다. 베셀은 당시에 많이 사용하던 ‘믿을 수 없을 정도로 멀다’라는 모호한 표현 대신 구체적인 숫자를 제시하려고 노력했다. 그것은 1810년 프로이센 왕 프레데릭 빌리암 3세가 쾨니히베르크에 새로운 천문관측소를 세우도록 그를 초청하면서 시작되었다. 그 곳에는 유럽에서 가장 훌륭한 천문관측기구가 있었다. 영국 총리 윌리엄 피트가 엄청난 창문세금을 부과하여 영국의 유리산업을 피폐하게 만들어버린 덕에 독일은 유럽 망원경 산업의 선두자리를 차지하게 되었다. 독일의 렌즈는 정교하게 제작되었고, 새로운 삼중렌즈로 만든 대안렌즈는 색수차 문제를 어느 정도 해소했다. 베셀은 쾨니히베르크에서 28년간 렌즈를 연마하고 관측기술을 정교하게 다듬으며 지내다가 마침내 가장 중요한 성공을 이루게 된다. 6개월간 힘들게 관측하고 모든 오차를 감안한 후, 백조자리 61번별의 시차가 0.6272초, 즉 약 0.0001742도 임을 알아냈다. 이를 이용하여 지구와 태양과 백조자리 61번별과의 삼각함수를 이용하여 거리를 측정하였다. 비록 그 거리는 현재 측정한 11.4광년의 1/10 이었지만 처음으로 먼별까지의 구체적인 수치를 알 아낸 것이다. 베셀의 동시대 사람들은 그의 측정을 높이 평가했다. 천문학자들은 이제 백조자리 61번별까지의 거리를 알게 되었을 뿐만 아니라 우리 은하의 크기도 추정할 수 있게 되었고, 윌리엄 허셜의 시리오미터를 광년으로 바꿀 수 있게 되었다.

○ 장 프랑시스 샹폴리옹(1790-1832 프랑스)

이집트학연구의 체계를 확립했고, 이집트 상형문자를 해독하는데 중요한 역할을 했다. 16세 때 이미 라틴어와 그리스어뿐만 아니라 6개의 고대 동양 언어에 통달했으며, 그리스어 문헌을 상형문자 및 민중문자로 옮긴‘로제타스톤’이 발견되어 토머스영에 이어 이 비문을 풀기 시작하여 1812-22년에 로제타스톤에 씌어진 상형문자와 신관문자에 관한 논문을 발표하기 시작했고, 이어서 상형문자 기호와 거기에 대응하는 그리스문자에 대한 완전한 목록을 자성했으며, 루브르박물관의 이집트관장을 지냈고, 고고학 탐사를 위한 이집트탐험대를 지휘했다.

○ 아이작 뉴턴과 크리스티안 하위헌스

둘 다 옳기도 했고 틀리기도 했다. 빛은 파동인 동시에 입자이고, 어느 쪽도 아니기도 하다. 게다가 이 현상은 광자에만 국한되지 않는다. 모든 아원자 입자가 이런 행동을 보인다. 광자든 전자든 다른 어떤 기본입자든, 우리가 관찰하기 전에는 확률법칙에 따르는 불확실한 상태로만 존재한다. 그랬다가 우리가 관찰하는 순간, 전혀 다른 상태로 바뀐다. 하위헌스가 없었다면, 우리는 양자세계에서 갈피를 잃었을 것이다. 하위헌스가 만든 확률이론은 지금까지도 우리가 양자현실의 법칙을 이해하는데 쓸 수 있는 유일한 열쇠다. 모든 입자는 무작위적이고 종잡을 수 없는 확률의 지배를 받는다.

○ 너새니얼 피것

부유한 요크셔 집안 출신의 귀족 천문학자였다, 그는 윌리엄 허셜의 친한 친구였고, 두 번의 일식과 1769년에 있었던 금성의 태양면 통과를 자세히 관측하기도 했다. 또한 1700년대 후반에 영국에 존재했던 사설 천문대중 하나를 만들었다.

○ 에드워드 피것

너새니얼 피것의 아들 에드워드 피것이 가장 흥미를 가진 것은 변광성이었다. 변광성은 천문학적으로 중요했다. 왜냐하면 별은 변하지 않는 것이라는 고대의 견해를 직접적으로 부인하는 것이기 때문이다.

○ 존 구드리크(1764-1786)

에드워드 피것은 스무 살 때 아직 10대인 존 구드리크와 친구가 되었다. 구드리크는 농아였는데 교육자들이 농아에게도 교육을 시켜야 한다고 주장하기 시작한 시대에 자라났고 과학에 열광적인 흥미를 보여 농아를 위해 영국에 처음으로 설립된 브레이드우드 아카데미에 다니고, 열네 살에 그곳을 떠나 일반학생들과 함께 수업을 듣는 워링턴 아카데미로 옮겼다. 선생님들은 그를“매우 모범적이며 훌륭한 수학자”라고 평가했다. 요크에 있는 집으로 돌아온 후에는 에드워드 피것의 후원아래 공부를 계속했다. 피것은 그에게 천문학, 특히 변광성의 중요성에 대하여 가르쳐주었다. 1784년 잘생긴 스무 살 청년 존 구드리크가 썼던 망원경은 나무통과 거울을 결합한 수준의 단순한 물건이었지만, 그것을 통해서 본 광경은 그를 놀라게 했다. 거문고자리 베타(태양으로부터 약 960 광년 거리)라고 하는 별이 좀 이상했다.

구드리크는 관찰내용을 일지에 그림으로 그렸다. 거문고자리 베타와 이웃 별들을 몇 주 동안 관측하고 스케치했다. 그가 남긴 그림을 보면, 그는 분명 거문고자리 베타의 빛이 밝아졌다 흐려졌다 하는 것을 목격했다. 그는 별이 그렇게 이상하게 행동하는 것을 두 번째로 본 것이었는데, 이전까지 어느 천문학자도 그런 현상을 보고한 적이 없었다. 거문고자리 베타의 밝기는 아주 짧은 주기, 불과 며칠의 주기로 규칙적으로 달라졌다. 미묘한 차이였지만, 구드리크는 끈질긴 관측으로 변화가 사실임을 확인했다. 그리고 놀랍게도 그 변이를 몹시 정확하게 예측할 수 있었다. 일지에 적힌 숫자들이 반복되는 패턴은 한눈에 명백했다. 구드리크는 무엇 때문에 별의 밝기가 그렇게 바뀔까 고민해보았다. 하지만 눈앞에 놓인 증거를 만족시키는 설명이 전혀 떠오르지 않았다. 그러다 문득 터무니없는 가능성이 떠올랐다. 거문고자리 베타 주변을 무언가가 돌고 있어서 주기적으로 별을 가리는 게 아닐까 하는 생각이었다. 하지만 무엇이? 구드리크는 일지에 이렇게 적었다. “어쩌면 행성이.....?” 그의 발견은 1786년에 이름 높은 왕립 학회에 알려졌고, 학회는 당장 그를 회원으로 맞아들였다. 하지만 영예의 소식은 그에게 닿지 못했다. 그는 추운 겨울 밤 별을 관측하다 걸린 폐렴으로 나흘 뒤 죽었다. 겨우 스물한 살이었다. 친구이며 동료였던 피것은 그의 죽음을 매우 슬퍼했다.

○ 루이 다게르(1787-1851, 프랑스, 화가 예술가 사진발명가)

1839년 루이 다게르는 화학적인 방법으로 금속판위에 상을 새겨 넣는 다게레오타이프의 은판사진제작법을 공개했다. 세상은 갑자기 다게르의 기술에 열광했고 사람들은 사진을 찍기 위해 줄을 서서 기다렸다. 윌리엄 허셜의 아들이며 영국왕립천문학회 회장이었던 존 허셜은 처음으로 그 새로운 기술을 천문학에 적용했다. 이전의 모호한 설명은 훨씬 더 객관적이고 정확한 사진으로 대체되었다.

○ 윌리엄 파슨스 ( 1800-1876 영국 아일랜드계 천문학자, 제3대 로스백작)

부유한 상속녀와 결혼한 그는 아일랜드의 거대한 정원에 있는 버성을 상속받았다. 로스경은 평생취미로 과학을 할 수 있었던 운 좋은 사람이었다. 그는 세계에서 가장 크고 가장 훌륭한 망원경을 제작하기로 마음먹었다.

거대한 망원경에 사용될 거울을 제작하는 것만도 엄청나게 어려운 기술적 작업이었다. 지름이 1.8미터, 무게가 3톤이나 되는 거울의 재료를 녹이는데 필요한 석탄만 해도 80입방미터나 되었다. 3년의 제작기간과 100만 파운드의 사재를 들여 1845년에 길이가 16.5미터나 되는 거대한 망원경을 완성하여 관측을 시작했다. 그러나 공교롭게도 이 시기에 아일랜드에 감자기근이 일어나, 로스경은 감자 잎마름병의 위험을 줄이는 새로운 경작방법을 찾아내는 일로 관심을 돌렸다. 그는 천문관측을 서둘러 중지하고, 지역사회를 돕는데 시간과 돈을 들였고 소작인들에게서 소작료도 받지 않았다. 그는 아일랜드의 비극적인 시기에 농민을 위해 헌신한 정치가라는 평을 들었다. 몇 년 후 다시 하늘을 관측할 수 있게 되자 그는 거대한 망원경을 둘러싸고 있는 발판에 마련된 불안정한 좌석에 앉아 하늘을 들여다보았다. 다섯 명의 인부가 크랭크와 블록 그리고 도르래를 이용하여 망원경을 적당한 높이로 움직일 때마다 그는 균형을 잃지 않도록 애써야했다. 로스경과 조수들은 매일 밤 이 거대한 괴물과 씨름했다. 로스경의 노력은 밤하늘의 놀라운 광경으로 보상받았다. 한 가지 문제는 이 괴물이 맑은 날씨가 별로 없기로 유명한 아일랜드 한가운데 있다는 것이었다. 어쨌든 구름 사이에서 로스경은 성운의 자세한 모습을 관찰할 수 있었다. 성운은 모양이 없는 얼룩이 아니라 선명한 내부구조를 보여주기 시작했다. 이 바다괴물에게 처음으로 굴복한 성운은 메시에 목록에 51번째로 올라있는 M51이었다. 로스경은 성운을 자세하게 그렸다. 그는 M51이 나선형 구조를 가지고 있다는 것을 쉽게 알 수 있었고, 특히 나선 팔 하나의 끝에 작은 소용돌이가 있는 것을 발견하였다. 그래서 M51은 로스경의 물음표성운이라고 불리기도 했다. 로스경의 그림은 유럽 전역에 알려졌고 심지어 빈센트 반 고흐에게 영감을 주어 나선형 성운과 작은 소용돌이를 그린<별밤>이란 작품이 나오기도 했다.

소용돌이와 닮았다는 이유로 M51은 소용돌이성운이라는 별명을 갖게 되었고, 로스경은 내부의 운동이 없이 그런 체계가 존재한다는 것은 거의 불가능한 일이라고 명백한 결론을 내릴 수 있었다. 또한 그는 소용돌이치는 덩어리는 기체 구름 이상의 것이라고 믿었다.

○ 찰스다윈(1809-1882 영국)

19세기 영국의 생물학자, 박물학자. 대표저서<종의 기원>과 <인간의 유래 및 성에관한 선택>을 통해 생물이 진화한다는 진화설을 발표. 1831년 남아메리카와 남태평양 등을 항해하며 갈라파고스 제도의 생태계를 조사하며 자연선택설에 대한 영감과 단서를 얻었고, 이후 이 이론을 체계화하여 발표했다.

○ 파스퇴르(1822-1895, 프랑스, 화학자, 미생물학자)

근대 미생물학. 면역학의 창시자로, 발효 또는 부패가 미생물의 작용에 의한 것임을 확증하고, 누에의 미립자병이나 포도주 산패의 원인을 해명했으며, 저온살균법과 약독성 백신의 발명 등, 의학의 과학적 발전에 큰 공헌을 하였다.

○ 드미트리 멘델레예프(1834 -1907 )

러시아 화학자 1869년 멘델레예프가 주기율표를 처음 제안하였고 1913년 헨리 모즐리의 계량에 따라 현대의 주기율표와 유사한 모습을 지니게 됐다.

○ 조지프 존 톰슨(1856-1940 영국)

1897년 케임브리지 대학교에서 진공관 속에 전기를 흘리자 진공관 속에서 입자들이 흘러가는 것이 보였다. 또 진공관에 자석을 가까이 가져다 댐으로써 입자들이 흐르는 경로를 바꿀 수도 있었다. 톰슨은 그 입자에 전자라는 이름을 붙였다. 주요 업적; 원자 모형, 전자의 발견, 동위원소 발견, 질량분석기 발명. 1906년 노벨 물리학상.

○ 20세기 말

과학자들은 토머스영의 이중 슬릿 실험을 전혀 다른 차원에서 실시해 볼 수 있었다. 이제 그들은 빛을 그 최소단위인 광자로 분리할 수 있었다. 광자를 한 번에 하나씩 이중슬릿에 통과시킬 수 있게 된 것이다.

○ 마리 퀴리(1867-1934)와 피에르 퀴리

1867년 11월 마리퀴리가 바르샤바에서 태어날 때 폴란드는 독립국이 아닌 러시아의 한 지방이었다. 러시아는 폴란드문화를 짓밟기 위해 폴란드 말을 쓰지 못하게 할 정도로 탄압이 심했으며, 마리퀴리는 김나지움(중등교육기관)을 모든 과목에서 1등으로 졸업했지만 당시 폴란드에 여자를 받아주는 대학은 없었다. 아버지는 물리학자였다. 우여곡절 끝에 1891년 프랑스로 옮겨 파리대학교에서 입학했고 여자로서는 처음이자 수석으로 소르본 대학에서 물리학 학위를 받고, 1894년 2등으로 수학과를 졸업했다. 졸업 후 화학자 피에르 퀴리를 만나 결혼하고, 베크렐이 마리퀴리에게 박사학위논문으로 자신의 연구를 계속하도록 권하자 마리는 이를 받아들이고 피에르도 공동연구에 동참한다. 1898년 마리퀴리는 산화우라늄을 함유하고 있는 역청우라늄광샘플을 마구잡이로 조사하면서 순수한 우라늄보다 훨씬 큰 방사능을 가지고 있다는 사실을 발견했다. 이것은 역청우라늄광 안에 또 다른 원소가 들어있다는 것을 의미한다. 그들의 억척스러운 노력으로 미량의 미세한 흑색분말을 얻었는데 이 분말은 우라늄보다 400배나 강한 방사능을 지니고 있었다.

1903년 5월 박사학위를 받고, 곧바로 피에르, 베크렐과 함께 노벨물리학상을 받고, 1911년 새로 발견된 원소들의 화학적 성질을 밝혀낸 공로로 두 번째로 노벨화학상을 받다. 1906년 남편이 교통사고로 죽자 이를 이어받아 소르본대학교의 첫 번째 여교수가 되었고, 1914년에 설립된 파리대학교 라듐연구소에서 왕성한 연구 활동을 펼쳤다. 제1차 세계대전 중 ‘X선 사진’의 이용법을 개발하는데 몰두했고, 1922년부터 방사성 물질의 화학적 성질과 이를 의학적으로 이용할 수 있는 방안을 연구했다. 100년 넘게 지난 지금도 마리 퀴리가 남긴 노트들과 요리책들은 그가 발견했던 방사능으로 은은히 빛난다. 1906년 남편 피에르 퀴리는 마차에 치여 46세의 나이로 세상을 떠났고, 마리 퀴리는 이후 28년 더 살며 연구하다가 66세에 재생불량성빈혈로 죽었는데, 아마도 방사능에 만성적으로 노출되었던 탓일 것이다.

○ 어니스트 러더퍼드 (1871 뉴질랜드 -1937 영국)

원자의 구조를 알아내다. 방사능에 대해 연구하면서 방사능의 법칙을 세웠고, 알파선과 베타선을 구분해내기도 했다. 1902년에 방사능이 물질의 원자내부 현상이며 원소가 자연 붕괴하고 있음을 지적하여 종래의 물질관에 커다란 변혁을 가져왔다. 1908년 노벨화학상 수상. 104번 원소 러더포듐은 그의 이름에서 따왔다. (핵융합 - 작은 두 원자핵이 큰 원자핵을 만들면서 에너지를 방출한다. 이것이 태양이 빛나는 핵융합 원리)

○ 조지 엘러리 헤일( 1868-1938 미국 천문학자)

시간이 지남에 따라 천문학자들은 (아일랜드와는 달리) 구름에 방해받지 않는 고지대에 더 좋은 망원경을 설치하기위해 더 많은 돈을 투자하였다. 괴짜 백만장자 조지 엘러리 헤일은 로스경보다도 더 집착이 강한 사람이었다. 그는 시카고에서 태어났으며, 그의 가족은 1870년에 하이드파크근처로 이사했는데 이듬해인 1871년에 시카고 대화재가 나서 그들이 살던 집을 포함하여 1만8천 채의 건물이 소실되었다. 시카고는 새로운 건물을 지을 수 있는 깨끗한 후보지가 되었다. 새로 지어진 9층짜리 보험회사 건물이 당시 세계에서 가장 높은 건물이 되었고, 그 건물은 시카고와 다른 도시의 새로운 건물설계 모델이 되었다. 헤일의 아버지 윌리엄은 외판원으로 악전고투하고 있었는데 대출을 받아 시카고의 고층건물에 필요한 엘리베이터 제작회사를 세워 나중에는 에펠탑의 엘리베이터도 제작하였다. 헤일집안은 부자가 되었고, 현미경과 망원경에 대한 조지의 관심을 충분히 지원해줄 수 있었다. 그의 가족은 청소년시절의 취미가 어른이 된 후에도 최대의 관심사가 될 것이라는 사실을 알지 못했다. 헤일은 세계적인 망원경 제작자가 되었다. 그는 망원경 제작을 포기한 서해안의 천문학자에게서 렌즈를 구입하여 본격적인 길에 들어섰다. 헤일은 이 렌즈들을 조합하여 구경 20인치(1미터)짜리 굴절망원경을 만들기로 했다. 헤일은 찰스 타이슨 여키스에게 새로운 망원경과 관측소를 건축할 수 있는 기금을 지원해달라고 요청했다. 여키스는 수송업계의 거물로 시카고에 고가철도를 설치하여 돈을 번 사람으로 그 고가철도는 아직도 사용되고 있다. 여키스는 사기죄로 고소된 적이 있었는데, 헤일은 천문관측소를 후원하면 시카고상류사회에 인정받을 수 있을 것이라고 그를 설득했다. 헤일은 부유한 부동산 투자가인 제임스 릭이 캘리포니아에 있는 릭천문대에 투자했다는 사실을 강조했다. 그는‘릭을 이기자’라는 말로 여키스를 설득했다. 헤일의 지칠 줄 모르는 설득에 마음이 바뀐 여키스는 50만 달러를 내놓아 시카고대학에 여키스천문대가 설립되었다. 여키스천문대는 시카고 북쪽 120km에 있는 윌리엄만 부근에 있었다. 길이가 20미터이고 무게가 6톤인 이 망원경은 1897년 완성되었는데 관측방향을 찾아내는 것을 도와주고 지구의 회전에 맞추어 움직일 수 있는 20톤이나 되는 기계로 작동되었다. 이 망원경은 당시는 물론 지금도 같은 종류의 망원경 중에서 가장 크다. 그러나 헤일은 이에 만족하지 못했다. 10년 후 카네기 연구소에서 자금을 지원받아 캘리포니아 패서디나 부근에 있는 윌슨산에 구경60인치(1.5미터)짜리 망원경을 설치하고, 다시 윌슨 산에 로스앤젤레스의 거부 존 후커의 재정적 지원을 받아 1917년 구경 100인치(2.5미터)짜리 세 번째 망원경이 완성되었고 그의 건강은 더욱 악화되었다.

헤일은 여전히 만족하지 않았다. 그는 록펠러재단의 후원을 받아 구경 200인치(5미터)짜리 망원경을 제작하기 시작했다. 그러나 안타깝게도 헤일은 200인치짜리 망원경이 완성될 때까지 살지 못했다. 그러나 40인치, 60인치 그리고 100인치짜리 망원경이 주는 충격을 경험할 수 있었다. 그 망원경들은 성운의 수와 종류를 훨씬 다양하게 보여주었다. 그러나 성운의 정확한 위치는 아직 미스터리로 남아있었다. 그것은 우리은하의 일부일까 아니면 우리 은하 밖에 있는 독립된 은하이까?

○ 헨리에타 리빗(1868-1921)

천문학의 사진혁명에는 하버드대학 천문대가 있었다. 어느 정도는 다게레오타이프를 이용하여 직녀별 사진을 찍은 대장 윌리엄 크랜치 본드 덕분이었고, 달 사진을 처음으로 찍은 아마추어 천문가 존 드레이퍼의 아들 헨리 드레이퍼가 측정 가능한 모든 별의 목록과 사진을 찍을 수 있도록 천문대에 재산을 기증했기 때문이기도 하다. 드레이퍼 기금 덕분에 1877년 하버드 천문대장이 된 에드워드 피커링은 모든 천체의 사진을 찍는 어려운 작업에 착수할 수 있었다. 하버드 천문대는 그 후 10년간 50만장의 사진을 찍었다. 따라서 피커링에게 가장 어려운 문제는 사진을 분석하기 위해 기업규모의 사진분석팀을 구성하고 운영하는 것이었다. 각 사진에는 수백 개의 별들이 찍혀있었는데 각 별들의 밝기와 위치를 밝혀 놓아야했다. 피커링은 자료를 다루고 계산을 수행한다는 의미에서 젊은이들을 고용했는데, 불행하게도 분석팀이 세심하게 주의를 기울이고 집중력 있게 일을 하지 못하여 크게 실망하고, 인내가 한계에 이른 어느 날 그는 스코틀랜드 출신의 자기 가정부라도 그보다는 잘할 거라고 단언했다. 그 말을 증명하기 위해 남자로 구성된 분석팀을 모두 해고하고 여자컴퓨터들을 고용한 후 자기 집 가정부를 책임자로 앉혔다. 가정부 윌리어미나 플레밍은 스코틀랜드에서 교사로 일했는데 미국으로 와 임신 후 남편에게 버림받아 가정부로 일하고 있었다. 이제 그녀는 ‘피커링의 후궁들’이라는 별명이 붙은 팀을 이끌게 되었다. 그리고 세계에서 가장 많은 천문 사진을 조사했다. 피커링은 탁 트인 채용방식으로 널리 존경받았지만 어떤 면에서는 실용적인 이유 때문에 그렇게 한 것이기도 했다. 여자들은 남자들보다 대체적으로 더 정확하고 꼼꼼했을 뿐만 아니라, 남자들이 시간당 50센트를 요구한 반면 여자들은 25~30센트에도 불평이 없었다. 여자들은 컴퓨터로써의 역할만하고 관측은 거부했다. 그러나 이제는 여자들이 적어도 밤에 관측한 사진을 조사할 수 있었고 과거에는 배재되었던 분야인 천문학에 공헌할 수 있게 되었다. 여자컴퓨터 팀은 남자천문학자들이 연구를 할 수 있도록 천체사진에서 자료를 수집하는 고된 일이었지만 곧 그들만의 과학적 성과를 올리게 되었다. 그들은 수많은 날을 사진 건판을 수집하면서 보낸 덕분에 자신들이 조사한 천체에 익숙해졌다.

예를 들면 애니 점프 캐넌은 1911년에서 1915년 사이에 각각의 색깔과 밝기, 위치를 계산하여 매달 5,000여개의 별 목록을 작성 하여, 그 경험을 살려 별을 일곱 종류로 나누는 체계를 만드는데 크게 공헌하여, 1925년 그 창조적이고 고통스러운 작업을 인정받아 옥스퍼드 대학에서 명예박사학위를 받은 첫 번째 여성이 되었고, 1931년에는 12명의 가장 위대한 미국여성으로 뽑혔으며, 같은 해에 미국 국립 과학아카데미에서 여성으로는 처음으로 명예로운 드레이퍼 골드메달을 받았다. 캐넌은 어릴 때 성홍열을 앓아서 케페이드형 변광성을 발견한 구드리크와 마찬가지로 거의 들을 수 없었다. 두 사람은 청력의 손실을 시력의 강화로 보상받은 듯 다른 사람이 보지 못한 세세한 것을 찾아낼 수 있었다. 피커링 팀에서 가장 유명했던 헨리에타 리빗 역시 심한 귀머거리였다. 대논쟁을 영원히 종식시킨 사진을 찾아낸 사람은 리빗이었다. 그녀의 발견으로 천문학자들은 성운까지의 거리를 측정할 수 있었고, 그 후 수십 년간 영향을 받았다. 리빗은 1868년 목사의 딸로 태어나 1892년 당시 여성을 위한 교육기관으로 유명한 하버드 대학 레드 클리프 칼리지를 졸업했다. 그 뒤 큰 병을 앓아 청력을 상실하고 집에서 요양 후 하버드대 천문대에서 사진 건판을 조사하여 변광성을 찾아내고 목록에 기록하는 자원봉사자가 되었다. 그녀는 특히 케페이드형 변광성, 그중에서도 페루에 있는 하버드 남부 관측소에서 찍은 사진에 주로 의존하여 그중에서도 소마젤란성운이라고 불리게 된 별의 집단에 집중해서 열심히 조사한 끝에 이 후 성운들의 거리를 측정하는데 크게 공헌하였다. 스웨덴 과학아카데미의 예스타 미타그-레플레르 교수는 리빗의 케페이드 표준척도가 가진 위력에 감명 받아 1924년 그녀를 노벨상 후보로 올리는데 필요한 서류를 작성하다 3년 전인 1921년 53세에 암으로 죽은 것을 알고 충격을 받았다.

○ 알베르트 아인슈타인(1879 독일 - 1955 미국)

만일 당신이 1890년대 이탈리아 토스카나의 시골 벌판을 거닐 수 있다면, 고등학교를 중도에 그만두고 머리를 길게 늘어뜨린 채 파비아로 향해 걸어가던 한 10대 소년을 만날 수 있을 것이다. 그는 프러시아에서 선생님들로부터 “네가 커서 도대체 뭐가 되겠니.”라든가, “네 질문이 수업분위기를 망친다.”라거나, 또는 “학교를 그만두고 나가는 편이 차라리 나을 것 같다.”라는 등의 폭언을 듣고 낙담한 학생이었다. 그는 프러시아의 엄격한 분위기에서 벗어나 자유를 즐기기 위하여 정말로 학교를 그만두고 북부 이탈리아를 방랑하고 있었던 것이다. 규율이 엄격했던 프러시아의 교실에서 배운 것들과는 전혀 다른 문제들을 그는 그곳에서 곰곰이 그리고 주의 깊게 생각할 수 있었다. 그가 바로 알베르트 아인슈타인이라는 이름의 소년이다. 그리고 그가 이 들판에서 즐겼던 생각들이 나중에 세상을 완전히 바꾸어 놓았다. 아인슈타인 어린 시절 부모가 막스 탈메이라는 아주 가난한 학생을 집으로 저녁초대를 한 적이 있었다. 그 자리에서 막스는 <대중을 위한 자연과학> 책을 아인슈타인에게 건네주었는데, 그 책을 읽고서 자기 안에 숨어있던 자연과학에의 흥미를 일깨울 수 있었다고 한다. 베른슈타인이 쓴 <대중을 위한 자연과학>이라는 책은 제목에서 바로 알 수 있듯이, 자연과학의 대중화를 겨냥했다. 그의 책은 첫 페이지부터 전선을 지나는 전기와 공간을 가로지르는 빛의 놀라운 속도를 설명하고 있었다. 어린 아인슈타인은 이 책을 읽고, 만약 빛의 파동을 타고 여행할 수 있다면 세상이 어떻게 보일 것인지에 대해 깊이 고민하기 시작했다. 빛의 속도로 여행을 한다. 이 얼마나 놀라운 발상인가! 햇볕에 까맣게 그을린 얼굴에 곱슬머리를 펄럭이며 시골길을 걷는 어린 소년의 머릿속에 이렇게 매혹적이고 신비로운 생각이 오가고 있었다니! 아인슈타인은 1896년 열여섯 살 때 거울을 앞에 들고 빛의 속도로 날아갈 수 있다면 어떤 일이 생기는지 사고실험을 했다. 아인슈타인은 대학에 다니면서 깊은 생각에 잠기곤 했는데 대학의 권위적인 분위기와는 달리 열정적이고 창조적이었으며 호기심이 많았다. 그는 한때“내 공부를 방해하는 것은 교육뿐이다”라고 말하기도 했다. 그는 강의에 큰 관심을 보이지 않았다. 심지어는 명성이 자자했던 민코프스키 교수의 강의에도 관심을 보이지 않아 민코프스키 교수가 ‘게으른 강아지’라고 평하기도 했다. 하인리 베버교수는 이렇게 말했다.“ 아인슈타인, 자넨 똑똑한 학생이야, 그것도 아주 똑똑하지, 하지만 커다란 단점이 있네, 아무것도 들으려하지 않는다는 거야.” 아인슈타인이 그런 태도를 보인 것은 베버교수가 물리학의 최근이론을 강의해달라는 요청을 들어주지 않았기 때문이기도 했다. 그래서 아인슈타인은 그를 베버교수라고 부르는 대신 그냥 베버 씨라고 불렀다. 이런 불화 때문에 베버교수는 아인슈타인에게 대학원 진학에 필요한 추천서를 써주지 않았고 결국 아인슈타인은 대학을 졸업한 후 7년 동안 스위스 베른에 있는 특허사무소에서 서기로 일해야 했다. 그러나 결과적으로 그에게 그리 나쁜 일은 아니었다. 대학에서 가르치는 주류 이론의 틀을 벗어나 사무실에서 자유롭게 10대시절의 사고실험의 의미를 생각해볼 수 있었다. 베버교수가 경멸했던 바로 그 위험한 사고였다. 더구나 그는 ‘3급 기술 전문가 견습생’으로 시작한 단순한 업무를 불과 몇 시간 만에 다 해버렸기 때문에 공부할 수 있는 시간이 넉넉했다. 만일 대학원에 있었더라면 날마다 많은 시간을 대학원 내의 인간관계, 끝없는 행정업무, 강의 부담에 시달려야했을 것이다. 친구에게 보낸 편지에서 그는 자신의 사무실을 “나의 가장 아름다운 생각을 부화시킨 신비스러운 수도원”이었다고 표현했다. 그는 특허사무소에서 보낸 이 시기에 지적 생애에서 가장 많은 결실을 맺었다. 동시에 이 천재는 정서적으로도 매우 성숙해졌다.

1905 특수상대성이론 발표
1905-1908 베른특허사무소에 그대로 근무하며 2급 기술전문가로 승진
1908 베른 전문대학교 교수.
1915 일반상대성이론 완성

중력이론에서 당시 학계를 지배하던 뉴턴 이론과 다른, 자신의 이론을 증명하려면 증거가 필요하여 1912년 당시 저명한 천문학자 에르빈 프로인들리히의 도움을 받아 1914.8.21. 크리미아에서 일어날 계기일식을 이용하기로 하였으나 전쟁으로 무산되고, 다시 1919. 3. 29일 계기일식 관측을 위하여 아인슈타인이 비용을 대서 에팅턴 교수를 주축으로 2팀을 아프리카와 브라질에 파견하여 관측결과 다행스럽게 아인슈타인의 이론이 옳다고 증명되었다. 1919. 11.6일 에딩턴의 관측결과는 왕립천문학회와 왕립협회가 공동으로 주관한 모임에서 발표되었고 며칠 후 <뉴욕타임스>는 “하늘에서 빛은 휘어진다. 아인슈타인 이론의 승리” 갑자기 아인슈타인은 과학자로서는 처음으로 세계적 슈퍼스타가 되었다. 그는 우주를 지배하고 있는 힘을 새롭게 이해한 사람이었고 동시에 카리스마와 유머가 있었으며 철학적이었다. 아인슈타인은 독일 태생의 이론물리학자이지만 히틀러 집권 후 미국으로 망명, 미국에서 죽었으며, 일반상대성이론을 발전시켰으며 이것은 강력한 중력이론으로, 강한 중력(예, 별)에서도 적용될 수 있었기 때문에 뉴턴의 중력이론보다 더욱 진전 된 것이었다. 아인슈타인은 새로운 중력이론으로 전체우주를 연구했으며 중력에 의하여 빛이 휘는 것도 증명하였다. 아인슈타인이 더욱 위대한 것은 처음은 정적이고 영원한 우주를 주장 했으나, 허블의 법칙을 알고 나서는, 1931년 2월 3일 윌슨산천문대 도서관에 모인 기자들에게 공개적으로 자신의 정적인 우주모델을 부정하고 팽창하는 우주모델을 받아들였다. 그의 나이 53세쯤이다. 한마디로 허블의 관측결과를 받아들이고, 프리드만과 르메트르가 옳다는 것을 인정했다.

히틀러의 생일 며칠 전이었던 1939.4.24.일 독일의 젊고 총명한 과학자 파울 하르테크는 총통에게 바칠 원자폭탄 정보를 생각했다. 그러나 히틀러는 결국 핵무기를 손에 넣지 못했다. 그가 점령지 내의 우수한 물리학자들을 하도 많이 죽이고 가두고 유럽에서 쫓아낸 탓이다. 그 물리학자들이 우연히도 유대인 혹은 자유주의자였기 때문에, 혹은 많은 경우 둘 다였기 때문에. 같은 해 8월2일 두 과학자가 아인슈타인을 만나 중요한 일을 결정짓고자 롱아일랜드의 커초그로 차를 몰고 나섰다. 둘 다 헝가리 출신 망명자이자 물리학자인 레오 실라르드와 젊은 에드워드 텔러다. 목적지인 커초그에는 아인슈타인의 여름별장이 있었다. 위대한 과학자와 실라르드는 책과 논문이 가득한 식탁에 마주앉았다. 실라르드는 프랭클린 루스벨트 대통령에게 핵폭탄의 엄청난 잠재력을 알리고 싶었는데, 지구상에 아인슈타인만큼 높은 명망과 영향력을 가진 과학자는 또 없었으므로, 실라르드는 무기의 가능성을 알리는 편지에 아인슈타인의 서명이 들어 있다면 대통령이 틀림없이 봐줄 것이라고 믿었다. 아인슈타인은 양가적인 감정으로 편지를 읽어보았다. 히틀러가 핵무기를 수중에 넣는다는 것은 상상만 해도 악몽이었다. 하지만 이 새롭고 위험한 지식의 장기적 결과는 어떻겠는가? 지식은 일단 풀려나면 도로 거둬들일 수 없다. 아인슈타인은 맨해튼 프로젝트라고 불릴 미국의 향후 원자폭탄 개발에는 관여하지 않았지만, 원자핵이 전쟁에 활용될 수 있다는 가능성을 대통령에게 경고하기는 했다. 마지못해 서명하는 그의 손이 잠시 떨렸다.

○ (이때 까지 모든 사람들은 관측되는 모든 별들이 우리 은하 안에 있는 것 으로 잘못 생각하였다.)

○ 아서 에딩턴 (1882-1944, 잉글랜드 천문학자, 천체물리학자)

항성의 내부 구조와 진화연구에 큰 공헌을 하였으며, 상대성이론을 처음으로 영어로 설명한 사람이었고, 1919년 아인슈타인의 일반상대성이론 검증에 필요한 실험에 직접 참여한 것으로 유명하다. 한편 제자 중 한명인 찬드라세카르(1910-1995, 인도태생 미국의 물리학자)와 블랙홀의 존재여부에 대해 갈등을 빚었는데, 찬드라세카르의 백색왜성에 대한 연구결과가 자연스럽게 블랙홀의 존재를 예견하는데 이르렀으나, 당대 최고의 천문학자였던 에딩턴이 인정하지 않고 무시하여 밀집성에 관한연구가 수십 년 지체되었다고 보는 시각도 있다. 이로 인해 상심한 찬드라세카르는 케임브리지를 떠나 미국 시카고대학에서 연구하여 1983년 뒤늦게 스승인 파울러박사와 함께 “별의 진화연구에 대한 업적”으로 노벨물리학상을 수상했다.

○ 빅터 모리츠 골트슈미트(1888 스위스-1947 노르웨이)

지구과학자로 무기결정화학과 현대 지구화학의 기초를 마련했다.

○ 프리드만(1888-1925, 수학, 물리학, 천문학자)

소련의 유대인 가정에서 태어났으며, 팽창우주론의 수학적 모델인 프리드만방정식을 발표. 이것은 당시의 천문학계를 지배한 아인슈타인의 정상우주론에 반하는 첫 번째 이론이었다. 아인슈타인은 서신교환 끝에 프리드만의 이론이 옳다고 처음에는 표면적으로 인정했다.

○ 르메트르(1894-1966, 천문학자, 가톨릭신부)

1927년 에드윈 허블 이전에 우주의 팽창과 빅뱅우주론을 최초로 발표. 벨기에 뢰번 가톨릭대학교 공과대학 물리학과 교수, 케임브리지대, 메사추세츠 공대 박사로, 아인슈타인의 우주상수를 버리고 우주가 역동적이라는 것을 증명했다. 르메트르는 강력하고 밀도가 높은 원시원자를 생각했다. 이것이 폭발하여 팽창하고 진화하여 오늘날의 우주가 되었다. 우리는 이것을 빅뱅우주모델이라 부른다. 아인슈타인은 나중에 르메트르 이론이 옳다고 인정했다.

그러나 빅뱅우주모델은 한동안 세상에서 무시되었다. 그것을 증명할 증거를 몰랐기 때문이다.
1922년 프리드만, 수학자의 우주팽창이론
1927년 르메트르, 또 다른 천문학자의 우주팽창이론
1929년 아인슈타인 윌슨산천문대에서 기자들에게 프리드만과 르메트르의 팽창이론이 옳다고 인정
1964년 펜지어스(1933- )와 윌슨(1936- ) - 우주배경복사 검출
1992년 코비위성 - 우주배경복사 확인.

* 분광기 - 대부분의 원소는 특정한 파장의 빛을 내거나 흡수한다. 따라서 천문학자들은 별빛을 분석하여 별 표면의 성분을 알아낼 수 있다. 또 천문학자들은 별빛의 파장이 약간 편이 되어 있다는 것을 알아냈다. 이것은 도플러 효과로 설명할 수 있으며 다가오는 별이 내는 빛은 파장이 짧아지고(청색편이) 멀어지는 별이 내는 빛은 파장이 길어진다(적색편이) 그런데 대부분의 은하들은 우리 은하로부터 멀어지고 있다.(적색편이)

○ 에드윈 파월 허블(1889-1953)과 밀턴 휴메이슨(1891-1972)

헨리에타리빗의 발견을 최대한 이용한 천문학자는 당대의 가장 뛰어난 에드윈 허블이었다. 허블은 어릴 때부터 천문학에 관심이 많았으나 아버지의 고집으로 법학을 공부하며 옥스퍼드에 장학금 유학도 하였으나, 아버지 사후에 다시천문학으로 돌려, 여키스천문대에서 박사학위를 하고, 당시 가장 좋은 망원경이 있는 윌슨산천문대로 옮겨 곧 주목받는 존재가 되었다. 허블은 뛰어난 관측전문가였고, 휴메이슨은 뛰어난 천문사진 전문가였다. 휴메이슨은 어릴 때는 윌슨산에 관측장비들을 당나귀로 실어 나르는 마부였으나, 그곳의 경비원이 되고, 정식 직원이 되어 당시 세상에서 가장 뛰어난 천문사진 전문가가 되었다.

*1923년 에드윈 허블은 성운에서 변광성을 찾아내고 이것이 우리 은하보다 훨씬 먼 곳에 있다는 사실을 알아냈다. 따라서 대부분의 성운은 우리 은 하와 마찬가지로 수십 억 개의 별들을 포함하고 있는 독립된 은하였다.

*1929년 에드윈 허블은 은하까지의 거리와 은하의 속도사이에 비례관계가 있다는 것을 알아냈다. 이것이 허블(르메트르) 법칙이다. 만일 은하가 계속 멀어지고 있다면, 아주 오래전에 밀도가 아주 높은 작 은점에서 출발(빅뱅)하여 계속 팽창하고 있음을 의미하고, 이 우주는 아 직도 팽창하고 있다. 이 연구 결과로 정상우주론과 팽창우주론의 오랜 논쟁에서 팽창우주론이 옳다는 것이 증명되고, 아인슈타인도 이를 받아들였다. 에드윈 허블의 이름을 따서 만든 허블우주망원경도 1990년부터 우주공간에서 천문관측에 지대한 공헌을 하고 있다.

○ 제임스 채드윅(1891-1974 영국)

1932 러더퍼드의 조수였던 제임스 채드윅은 러더퍼드 교수의 가설을 연구하고 프랑스 퀴리 부부(퀴리 부인의 장녀 부부)논문을 보고 연구 끝에 중성자발견. 1935년 노벨물리학상 수상.

○ 해럴드 유리(1893-1981) 미국의 물리화학자.

동소체에 대한 개척적인 연구로 중수소를 발견하여 1934년 노벨화학상을 수상. 원자폭탄 개발에 중요한 역할을 했지만, 그의 중요한 업적은 무기물로부터 유기물의 합성이다.

○ 알렉산드르 샤르게이(유리 콘드라튜크, 1897-1942 ?, 우크라이나)

그는 1897년 당시 러시아제국의 일부였던 우크라이나 폴타바에서 태어났다. 그의 어머니는 말썽꾼을 떳떳이 자처하며 황제에 항의하는 정치집회에 적극 참여하다 알렉산드르가 다섯 살 때 경찰에 잡혀가 정신병원에 수용되었다. 소년은 꾀죄죄한 오두막에 혼자 남아 아버지의 물리학 교과서와 수학교과서를 안식처로 삼았다. 그러나 그가 열세 살이 되었을 때 아버지마저 죽었다. 그는 할머니와 함께 살았고, 어려운 형편에도 유명한 고등학교에 들어갔고 졸업 후 우크라이나 최고의 공학대학에 합격했다. 그러나 입학 두 달 만인 1914년 황제의 군대에 징집되어 제1차 세계대전에서 싸우게 되었다. 열일곱 살 샤르게이는 1914년 카프카스 산맥 전선, 쉴 세 없는 포화 속 오수와 시체와 쥐가 들끓는 참호 속에서 달을 올려다보며 그곳으로 갈 방법을 궁리했다. 꿈은 지도다. 생지옥 같은 최전선에서, 샤르게이는 사람이 직접 달로 가서 탐사하는 전략을 과학적으로 구상해 보았다. 그냥 상상이 아니라 구체적인 계획이었다. 그는 지구에서 로켓을 발사하면, 달 궤도에 안착시킬 수 있으리라고 생각했다. 달 궤도에 도착하면, 탐사자 중 한명은 궤도선에 남고 나머지 두 명은 궤도에 딸린 조립식 착륙선에 탈 것이다. 궤도선이 계속 달을 도는 동안, 착륙선에 탄 사람들은 달 표면을 밟을 것이다. 정찰을 마치면, 착륙선은 달을 이륙해서 궤도선과 랑데부한 뒤 함께 지구로 돌아올 것이다. 어쩐지 익숙한 시나리오가 아닌가? 제1차 세계대전은 끝났지만, 샤르게이의 지옥은 이어졌다. 이제 그는 혁명기 러시아의 위험천만한 정치적 지뢰밭을 조심조심 헤쳐 나가야 했는데, 그는 달로 가는 방법을 궁리하는 것 보다 그 일에 훨씬 더 소질이 없었다. 샤르게이처럼 백군, 즉 반 혁명파 군대에서 싸웠던 사람들은 당시“인민의 적”으로 간주되었다. 그는 이곳저곳 떠돌며 날품팔이라도 하려 했으나 매번 서류를 제시하자마자 퇴짜 맞았다. (구)소련에서는 편히 살 수 없기에, 1918년 폴란드로 탈출하고자했다. 그 즈음 그는 비쩍 야윈 데다가 아팠다. 그래서 그를 체포한 국경수비대 대원들은 어차피 죽을 사람의 운명을 앞당길 필요가 없겠다고 판단해 풀려났다. 어떻게 하여 그는 어릴 때 살았던 옛날 오두막으로 돌아와 어린 딸을 둔 이웃 부인이 그를 간호하여 건강을 되찾았고 이후 3년간 무엇을 했는지는 알려지지 않았다. 그는 종적 없이 사라졌다.

그러다 이윽고 세상에 다시 나타났을 때, 그는 더 이상 알렉산드르 샤르게이가 아니었다. 평온하게 살고자 하는 절박한 마음에서, 그는 반동분자의 전력이 없는 웬 죽은 남자의 이름과 서류를 도용했다. 그는 이제 유리 콘드라튜크였다. 또한 제1차 세계대전 중 쓴 책 <행성 간 공간의 정복>의 저자였는데, 관심을 보이는 출판사가 없어서 자비로 낸 책이었다. 그 책은 남들이 아무도 내다보지 못한 미래로 콘드라튜크가 띄워 보낸 편지였다. 그는 그 책을 “행성 간 로켓을 만들려고 이 글을 읽는 누군가” 를 위해서 썼다. 그 책에서는 콘드라튜크가 미래에 대해 품었던 확신이 느껴진다. 그의 비참했던 처지를 떠올리자면 더욱 인상적인 일이 아닐 수 없다. 책에 담긴 그의 목소리는 과학적 신념 그 자체다. 그는 그 글로써 자신보다 더 나은 시대를 사는 운 좋은 이방인을 도와주려고 했다. 그와 독자는 서로 다른 세대를 이어주는 열망, 코스모스를 알고자하는 열망으로 우정을 맺을 터였다. 책의 첫 문장은 그가 독자에게 지레 좌절하지 말라고 호소하는 격려의 메시지다. 콘드라튜크는 이렇게 썼다.“우선, 당신이 이 책의 주제에 겁먹지 않기를 바란다. 비행의 가능성으로 말하자면, 로켓을 우주로 보내는 일이 이론적으로는 불가능할 게 전혀 없다는 점만 기억하기 바란다.” 이렇게 대담하게 장담한 뒤, 그는 달로 가는 현실적인 방법을 설명함으로써 자신의 주장을 뒷받침했다. 그런데 그 책에는 더 중요한 개념도 담겨있었다. 콘드라튜크는 우주선이 행성에서 행성으로, 별에서 별로 이동할 때 쓸 수 있는 수단도 제안했다. 바로 중력도움이었다. 우주선이 행성이나 위성을 근접 비행하면서 그 천체의 중력으로부터 추진력을 얻을 수 있다는 발상이었다. 콘드라튜크의 발상이 처음 현실에서 시험된 것은 40년 뒤인 1959년으로 (구)소련 우주선 루나3호는 조석력 때문에 늘 지구에서 얼굴을 돌리고 있는 달의 뒷면을 촬영하러갈 때 그 방법을 썼고, NASA의 행성 간 우주선들도 1973년 발사된 매리너 10호 이래 모두 콘드라튜크의 중력 도움을 활용했다. 보이저 호들도 거대 목성의 중력에 편승해서 태양계 바깥쪽으로 새총처럼 발사됨으로써 성간 우주의 망망대해로 나갔다.

1920년대 말, 콘드라튜크는 (구)소련 정부에 차출되어 곡물용 엘리베이터를 설계하게 되었다. 당시 (구)소련은 금속 부족을 겪고 있었다. 콘드라튜크의 과제는 못을 하나만 쓰고서 최대한 큰 엘리베이터를 만드는 것이었다. 완성된 엘리베이터는 워낙 컸기에 “마스토돈”이라는 별명이 붙었다. 그러나 설계를 마친 그를 비밀경찰이 체포하러왔다. 불가능한 과제를 해낸 것이 사보타주에 해당한다는 이유였다. 국가의 적이 아니고서야 대체 누가 못을 딱 하나만 쓴 곡물용 거대엘리베이터를 만드는 허황한 짓을 해내겠는가! 스탈린 시절 (구)소련에서는 이런 황당한 논리가 통했다. 콘드라튜크의 엘리베이터가 이후 60년 동안 잘 작동하다가 화재로 소실되었다는 사실은 그의 처지에 아무 도움이 되지 못했다. 30대 초반의 콘드라튜크는 특수한 강제노동수용소에서 3년형을 살았다.“샤라시카”라고 불린 그곳은 과학자와 공학자만을 모아서 국가의 가장 야심찬 사업들을 맡기는 새로운 형태의 감옥이었다. 콘드라튜크는 풍력 발전사업에 배정되었지만 그의 머릿속에서는 여전히 행성과 달로 갈 우주선을 쏘아 올렸다. 그가 역시 코스모스탐사를 꿈꾸는 세르게이 코룔료프를 만난 것도 그곳에서였다. 코룔료프는 훗날 (구)소련 로켓사업의 책임 공학자가 될 사람이었다. 콘드라튜크의 명석함을 알아본 코룔료프는 언젠가 자신이 이끌고 싶은 로켓사업에 함께 하기를 원했으나 콘드라튜크는 신분노출 두려움에 거절하고, 2차 대전으로 독일이 러시아를 침공해오자 최전선 부대에 자원해 통신대를 이끌다, 그 이후는 정확히 알려져 있지 않지만 아마도 1942년 2월 밤 오카 강 방어선에서 벌어진 격렬한 전투의 포화 속에서 사라진듯하다. 그의 나이 겨우 44세였다. 미국은 그의 우주탐험정보를 입수하여 우주프로젝트에 잘 활용하였고, 닐 암스트롱은 달 여행에서 돌아온 이듬해, 우크라이나에 있는 콘드라튜크의 허름한 오두막을 찾아갔다. 그곳에서 암스트롱은 무릎을 꿇고, 떠내도 될 듯한 흙을 좀 떠냈다. 자신이 간직하기 위해서였다. 모스크바로 돌아간 뒤, 암스트롱은 당시 (구)소련 지도자들에게 부디 자신의 신화적인 비행을 가능케 해 준 콘드라튜크를 기려달라고 간곡히 부탁했다.

○ 후테르만스(1903 폴란드 - ?)

소련 NKVD와 독일게슈타포를 모두 경험한 과학자. 1920년대에 괴팅겐에서 물리학 연구원 자리를 얻어 영국 과학자 로버트 애트킨슨과 함께 연구하며 원자핵물리학으로 태양과 다른 별들이 어떻게 에너지를 내는지 밝힐 수 있을 것이라는 생각을 하게 되었다. 1929 후테르만스와 애트킨슨은 별 내부의 핵융합에 대한 연구논문을 물리학저널에 발표. 후테르만스의 연구를 완성하는데 가장 큰 공헌을 한 사람은 한스 베테였다.

○ 조지 가모브(1904-1968) 1948. 4 *** 빅뱅우주론

1904년 우크라이나 오데사에서 태어난 그는 어릴 때부터 과학에 흥미를 가지고 있었다. 아버지가 준 현미경을 좋아했고 그것으로 성화과정을 분석하기도 했다. 러시아정교회의 성찬식에 참석했다가 빵과 포도주를 입에 물고 집으로 달려와 현미경에 뱉어놓고는 매일 먹는 빵과 어떻게 다른지 비교했는데, 빵의 구조가 그리스도의 몸으로 변한다는 증거는 발견할 수 없었다. 그는 나중에 “내 생각에 이것이 나를 과학자로 만든 실험 이었다”라고 회고했다. 가모브는 오데사 노보로시아 대학에서 야심찬 젊은 물리학자로 이름을 날렸고, 1923년에는 초기 빅뱅 이론을 이끌던 알렉산더 프리드만과 함께 연구하기위해 레닌그라드로 갔다. 가모브의 관심사는 프리드만과는 달랐다. 그는 곧 원자핵물리학분야에서 세계적인 발견을 해냈다. 소련 정부 기관지 <프라우다>가 27살이던 그에게 시를 헌정할 정도였다. 그러나 가모브는 소련에서 과학자로 지내는 것을 싫어하여 부인과 두 번의 탈출실패 끝에 소련을 떠나 영국을 거쳐 미국에 정착 당시 미국에서 빅뱅원자핵합성을 연구하는 단 한사람으로 (당시 미국의 많은 유명과학자들은 원자폭탄 개발, 즉 맨해튼프로젝트에 참여하였으나 조지 가모브는 사상을 의심받아 제외) 1945년 수학천재인 젊은 학생 랠프앨퍼의 도움을 받아 연구 계산결과를“화학원소의 기원”이라는 제목으로“물리리뷰”에 보냈고, 1948. 4. 14 앨퍼의 논문 발표 후, 기자들은 수소와 헬륨을 만든 원시 원자핵 합성은 300초 만에 이루어졌다는 부분의 특별한 언급을 기록, 워싱턴포스트는“세상이 5분 만에 만들어졌다”고 보도했다. 이 연구는 가모브와 앨퍼 둘이 하였으나 가모부의 친한 친구인 한스 베테의 이름도 공동저자로 넣어 앨퍼가 불만을 토로하기도 하였다.

○ 제러드 카이퍼(1905-1973, 네덜란드에서 태어난 미국의 천문학자)

구드리크가 죽고 나서 150년 뒤 구드리크를 혼란스럽게 했던 거문고자리 베타를 관측하며 제러드 카이퍼는 훨씬 성능이 좋은 망원경과 분광기를 함께 이용한 결과, 코스모스에서 별들이 취할 수 있는 가장 친밀한관계라 할 만한 접촉쌍성계를 발견하고 명명하였다. 중력으로 묶인 두 별은 작은 별에서 흘러나오는 별 물질로 만들어진 길이 1,300만 km의 눈부신 불의 다리로 이어져서 오랫동안 하나로 존재할 운명으로, 이 물질 교환이 밝은 스펙트럼선의 존재를 설명해 주었다. 청색별은 태양보다 6배 크고, 주황색별은 태양보다 15배 크고, 지구에서 약 1,000광년 떨어져 있다. 두 별의 혼란한 표면은 거세게 고동치며 큰 흑점이 나타났다 사라졌다 하며 뜨거운 홍염이 아찔하게 높이 솟구친다. 두별은 너무 붙어있기 때문에 여느 별처럼 둥글지 않다. 중력이 만든 조석력이 이들을 잡아당기기 때문에, 두 별은 불타는 눈망울 모양으로 잡아 늘여져있다. 제러드 카이퍼는 그 외에도 태양계에 관한 이론과 발견으로 잘 알려져 있으며, 1936년 시카고대학교 여키스천문대 연구원이 되었고, 여키스천문대와 맥도널드천문대 대장직을 동시에 역임했으며 당시 천문학자로는 드물게 분광기를 이용하여 화성 대기 중에 이산화탄소(1948)를 발견하고, 천왕성의 5번째 위성(미란다, 1948) 해왕성의 2번째 위성(네레이드,1949) 등을 발견하고 또 명왕성의 겉보기 지름을 측정했으며(1943-1944), 수축에 의한 행성기원이론을 폈고(1949). 1960-1973년 애리조나대학의 달 행성연구소를 운영했다.

○ 한스 알브레히트 베테(1906-2005 독일태생 미국 물리학자)

1940년대에 베테가 제시한 핵융합반응이 실제로 태양에서 일어나고 있고 그것이 태양에너지의 근원이며 별이 빛나는 이유임이 확실해졌다. 그 후 연구결과 태양의 수명은 100억년 정도이며 태양의 현재 나이는 45억년 정도로, 천체물리학자들은 태양이 매초 5억8천400만 톤의 수소를 5억8천만 톤의 헬륨으로 변환하고 있으며 잃어버린 질량을 에너지로 방출하고 있다고 추산해 냈다. 이렇게 엄청난 질량을 소비하는데도 태양은 많은 수소를 가지고 있어 앞으로도 수십억 년 이상 에너지를 계속 생산할 수 있다. 이것이 원자와 우주가 연결되는 고리가 되었다. 한스 베테는 태양과 별에서 에너지가 어떻게 생성되는지에 대한 연구공로로 1967년 노벨물리학상을 수상하였다. 한스 베테는 1933년 어머니가 유대인이라는 이유로 독일 튀빙겐 대학에서 해고되고, 영국을 거쳐 미국에서 피난처를 구했으며, 원자폭탄 프로젝트가 진행되던 로스앨러모스의 이론분야 책임자가 되었다. (1930년대까지 인류는 태양의 나이가 기껏해야 수 백 만년 정도라고 생각 했으며, 1950년대까지도 천문학계는 정상우주모델과 빅뱅우주모델로 나뉘 어 있었다.)

○ 프레드 호일 (1915-2001 영국 천문학자 이론물리학자)

헬륨보다 무거운 금속원소들이 항성내부와 초신성에서의 핵융합으로 생겨 났다는 사실을 처음으로 밝혀낸 천문학자로, 사실 이 발견만으로도 노벨 상을 받을만한 업적이지만 약간의 독단적 성격과 학계의 복잡한 인간관계 로 공동연구자인 윌리엄 파울러만 노벨물리학상을 받았다. 정상우주론을 주장하며 빅뱅 우주론과 진화론에 대하여 비판적인 과학자 였지만, 역설설적이게도 1949년 한 라디오방송에서 빅뱅이라는 이름을 처 음 사용한 학자다.

○ 1960년대 중반에 펜지어스(1933- )와 윌슨(1936- )

펜지어스는 독일에서 태어났지만 아버지는 폴란드 시민으로 가족들은 심한 압박을 받았다. 독일 당국은 독일을 떠나지 않으려는 폴란드인들을 체포하겠다고 위협하는데 폴란드는 1938년 11월1일에 유대인의 폴란드 여권을 말소해버렸다. 그들은 미국 가정의 친척으로 위장 보증을 받아 1939년 영국으로 도망쳤고, 증기선으로 뉴욕에 도착하여 브롱크스에서 새로운 생활을 시작하였다. 아버지는 뮌헨에서는 피혁상이었으나, 미국에서는 아파트경비원으로 힘들게 생활하는 것을 보며, 안락한 가정을 간절히 원했던 그는 열심히 일했고 학교에서도 좋은 성적을 받았고 대학에 진학하며 아버지와 상의하여 물리학을 선택, 수업료가 면제되는 뉴욕 시립대학에서 학위를 받고, 컬럼비아대학 물리학과에서 전파천문학으로 박사과정을 밟기 시작했다. 이 학과는 1956년에 이미 세 명의 노벨상수상자를 배출했다. 지도교수 찰스타운스는 마이크로파에서 레이저라 할 수 있는 메이저를 발전시킨 공로로 컬럼비아의 네 번째 노벨상수상자가 된 사람이었다. 펜지어스는 논문연구를 위해 타운스 교수의 메이저를 주요 부품으로 하는 아주 민감한 전파수신기를 제작했으며 1961년 박사학위를 받고 벨연구소의 연구원이 되었다.

당시 벨연구소는 신출내기 천문학자들을 고용하는 세계에서 유일한 기업연구소였다. 펜지어스는 순수과학연구를 계속하면서 상업적 연구도 돕게 되어 있었다. 벨연구소는 첫 번째 능동적인 통신위성인 텔스타를 개발하여 발사 후 안테나로 텔스타를 찾아내려 했지만 쉽지 않아 어려움을 겪고 있었다. 신참 펜지어스가 30명으로 구성된 강력한 안테나위원회의 선봉에 섰다. 그는 안테나의 위치를 알아내는 방법으로 이미 알려진 전파은하의 위치를 찾는 방법을 응용하자고 제안했고 그것을 이용해 텔스타를 찾아냈다. 이것은 학문적 연구와 상업적 연구의 완전한 합성이었다. 펜지어스의 성공은 응용과학자, 공학자와 함께 순수과학자도 고용하는 벨연구소 고용정책의 승리였다. 2년 동안 벨연구소의 전파천문학자는 펜지어스 한 사람뿐이었으나 1963년에 로버트윌슨이 들어왔다. 그는 휴스턴의 라이스대학에서 물리학을 전공하고 1957년 캘리포니아 공대 박사과정에 들어가 윌리엄파울러와 공동연구 이후 정기적으로 캘리포니아 공대를 방문하던 프레드 호일의 강의를 듣고 박사학위 후 벨연구소로 왔다. 윌슨은 크로퍼드힐 근처에 있는 나팔모양의 전파안테나 때문에 벨연구소에 매력을 느꼈다. 그 안테나는 1960년에 발사된 에코 풍선 위성의 신호를 잡아내도록 설계되었다. 에코위성은 발사 후 운영 중, 이 분야의 통신사업에 정부가 뛰어들어 AT&T는 경제적인 이유로 이 프로젝트를 취소했고 나팔모양의 안테나는 천문학을 위해 자유롭게 사용할 수 있게 되었다. 나팔모양의 안테나는 두 가지 면에서 전파천문학에 알맞은 장비였다. 이 안테나는 지역적 전파방해로부터 잘 차단되어 있었고 크기가 커서 천체에서 오는 전파신호를 매우 정확하게 찾아낼 수 있었다. 펜지어스와 윌슨은 업무 시간 중 일부를 하늘의 다양한 전파원을 찾아내는데 사용하도록 벨연구소의 허가를 받고, 1년 동안 전파망원경의 잡음제거를 위하여 엄청난 시간과 노력 비용을 투자하며 온갖 노력을 하였으나 끊임없이 잡히는 한 잡음의 원인은 도저히 알 수 없었다. 이 잡음은 모든 방향에서 언제나 잡히고 있었다. 1963년 말에 펜지어스는 몬트리올에서 열린 천문학회에 참석했고 그곳에서 우연히 MIT의 버나드 버크에게 잡음문제를 이야기했다. 몇 달이 지난 후에 버크가 흥분하여 전화를 걸어왔다.

그는 프린스턴 대학 우주학자인 로버드 디키와 제임스 피블스의 연구논문 초안을 받았다. 거기에는 프린스턴 팀이 빅뱅모델을 연구해왔는데 최근에 수 밀리미터의 파장을 가진 전파로 나타나는 우주배경복사가 어디에나 있어야 한다는 사실을 알게 되었다고 나와 있었다. 요약하면 가모브, 앨퍼 그리고 허먼은 1948년에 우주배경복사를 예측했다. 그러나 10여 년 동안 그 예측은 잊혀졌다. 1964년에 펜지어스와 윌슨이 우주배경복사를 발견했지만 그것이 무엇인지 몰랐다. 거의 같은 시기에 디키와 피블스는 1948년에 그런 예측이 나온 것을 모른 채 우주배경복사를 예측했다. 그리고 버크는 펜지어스에게 디키와 피블스의 예측을 이야기해주었다. 결국 펜지어스와 윌슨이 우연히 발견한 우주배경복사는 수백억 년 전에 있었던 빅뱅으로 우주가 시작되었다는 사실을 증명하고, 팽창우주모델이 옳다는 결정적 증거였다.

○ 1960년대 천문학자들은 전파천문학을 이용하여 젊은 은하들은 먼 우주에 만 분포한다는 것을 알아냈다.

○ 코비 위성

1992 우주배경복사의 변화를 찾아내서 빅뱅모델을 최종 입증하여 오랫동안의 논쟁에 종지부를 찍었다. 1989년 우주배경복사 관찰과 검출을 위해 지구괘도에 배치된 위성으로 우주배경복사를 확인. 코비 위성 프로젝트를 진행했던 과학자인 버클리대의 스무트 교수와 미국항공우주국의 존 매더는 우주배경복사의 비등방성과 미세한 온도변화를 검출한 공로로 2006년 노벨물리학상을 받았다.

○ 칼 세이건(1934-1996)

시카고대학교 천체물리학 박사, 하버드대학교 천문학 조교수, 제러드 카이퍼와 해럴드 유리로부터 사사하고, NASA의 달 탐사 프로그램에 함께 참여하였으며, 코넬대학교 천체연구소장, 국제태양계연구잡지 ICARUS의 편집장을 역임하였다. 부인 앤드루 얀과 함께 월드베스트 셀러 ‘코스모스’ 등 많은 유명 과학서적을 저술하고, 유명 TV과학방송프로그램도 제작하여 과학, 특히 천문학의 대중화에 크게 기여하였다.

○ 마리오 몰리나(1943-2020 MIT공대 화학과 교수)와 셔우드 롤런드(1927-2012, 캘리포니아 대학교 대기과학자)

1970년대 초 냉장고와 에어컨에서 새어나오는 프레온가스와 로켓연료의 매연들이 성층권에 어떤 영향을 줄까 연구하다가 태양의 자외선을 차단해주는 오존층을 줄이는 것을 알고 세계적으로 대책을 세우게 되었으며 2075년경에는 회복될 것으로 예상한다. 1995 노벨화학상 수상

○ 제임스 듀이 왓슨(1928- 미국 분자생물학자)와 크릭 1953 DNA의 이중나선구조 발견.

○ 마나베 슈쿠로(1931- 프린스턴대학교 수석 기상학자)와 동료 리처드 웨더럴드

1970년대 이산화탄소 급증으로 인한 50년 이후의 지구온난화를 예측. 현재 전 세계적으로 대책을 강구 중이다. (2021 클라우스 하셀만, 조르조 파리시와 함께 기후변화와 복잡계 연구로 노벨물리학상 수상)

○ 스푸트니크 1호

1957년 소련이 쏘아올린 세계최초의 인공위성

○ 아폴로우주선

1969년 달에 성공적으로 착륙하고 무사히 귀환한 미국의 우주선 현재 지구위에는 5,000여개의 인공위성이 있고, 그 중 지구와 교신하며 작동하는 것은 3,000여개입니다. 인공위성의 활용범위 - 기상예보, GPS 등 위치정보, 인터넷 위성방송 국제전화 등 통신 분야, 자원탐사와 우주탐사 등 다양하다.

○ 허블 우주망원경

허블우주망원경은 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)의 협력으로 개발한 길이 13m, 렌즈 구경 2.4m의 우주망원경으로, 1990년 우주왕복선 디스커버리호에 실려 지구상공 610km의 지구 선회궤도에 진입하여 우주 관측활동을 시작하였다. 허블우주망원경은 대기권의 간섭을 거의 받지 않아 지구상에서 얻기 힘든 사진 등 많은 정보를 얻어, 천문학에 지대한 영향을 끼쳤으며 여러 차례 우주왕복선을 투입하여 대대적인 보수와 업그레이드 작업을 펼친 덕에 발사한지 30년이 지난 2023년 현재까지 작동중이다.

○ 제임스웹 우주망원경

허블우주망원경의 뒤를 이어 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA) 그리고 캐나다우주개발국(CSA)이 협력하여 개발한, 우주공간에서 먼 우주를 관측하는 적외선 관측 장치로, 태양과 지구의 인력과 제임스 웹 우주망원경의 원심력이 균형을 이루는 라그랑주 지점에서 운영되며, 초기 우주천체에서 복사된 적외선을 관측하는 것이 주 임무로,1996년 개발이 시작되어, 2002년 지금의 이름으로 명명되었고, 2021년 12월 25일 발사되어, 2022년 1-2월 목표지점에 도착, 2022년 7월 11-12일 첫 풀 컬러 은하 성단 사진을 공개했다. 총 중량 6.2t, 망원경 지름 6.5m 로 지구로부터 150만km 가량 떨어진2번째 라그랑주 지점 주위의 리사주 궤도에서 태양괘도를 선회하며 심 우주를 관측한다. 이는 먼 우주의 적외선을 보다 선명하게 관측하기 위해서다. 적외선을 관측하는 이유는 초기의 우주 천체에서 복사된 빛이 적색편이현상을 보이기 때문이다. ‘적색 편이’란, 별에서 나오는 빛이 우주가 팽창하면서 파장이 늘어나 자외선이나 가시광선에서 적외선으로 변하는 것을 말한다.

천문학자들이 망원경으로 대자연, 즉 우주를 탐구하여 1천억 개가 넘는 은하가 있고, 각각의 은하에는 대략 1천억 개의 별들이 있음을 알아내는 사이에, 생물학자들은 현미경으로 생명체들을 탐구하여, 사람의 몸이 약 1조개의 세포로 구성되어있고, 각 세포는 약 1조개의 원자들로 되어있음을 알아냈다.