▣ Science ▣
다른 일반적인 SF 영화와는 달리, '선샤인'에서는 관련된 과학적인 배경 설명을 전혀 하지 않습니다. 하지만 오피셜 블로그에 태양이 죽어간다는 설정에 대한 과학적인 근거에 대한 짧은 인터뷰가 공개되어 있습니다. 선샤인의 과학 고문이었던 브라이언 콕스 박사와의 Q&A 형식 인터뷰 내용입니다.원문 보기 ≫ Sunshine Official Blog : Science and Sunshine (CLOSED) (ARCHIVED)
원문 보기 ≫ SunshineDNA : Sunshine Science (RESTORED)
이 영문 Q&A를 네이버 블로거 '새하얀'님이 번역하시고 정보를 추가하셨습니다.
허가를 얻어 게재합니다. 원본에는 뒷부분에 새하얀님의 리뷰가 이어집니다.
원문 보기 ≫ everything is NOT gonna be ok : SUNSHINE (선샤인, 2007)
Q: WHAT IS WRONG WITH THE SUN?
도대체 태양에 무슨 일이 생긴 겁니까?
A: A Q Ball is eating the Sun from the inside out.
큐볼(Q Ball) 때문에 태양이 내부로부터 침식되고 있는 중입니다.
Q: WHAT’S A Q BALL?
큐볼이라... 큐볼이 뭐죠? 당구 용어인가요?
A: A Q Ball is a super-symmetric nucleus, produced in the early Universe. That is to say, a nucleus made up of super-symmetric particles, formed shortly after the Big Bang.
큐볼은, 우주 초기에 생성된 초대칭 핵입니다. 즉, 우주 대폭발 직후에 생성된 초대칭 입자로 만들어진 핵이죠.
Q: WHAT ARE SUPER-SYMMETRIC PARTICLES?
그렇다면 초대칭 입자라는 건 또 뭡니까?
A: They are the super-symmetric counterpart to ordinary matter.
초대칭 입자는 일반물질에 상응하는 초대칭 대응부입니다.
(*주 - '입자 대응부'에 대해서는 '초끈이론 Super-String Theory'을 참고할 것.)
Q: WHAT IS ORDINARY MATTER?
그럼 일반물질은 뭐죠?
A: Ordinary matter is what makes us up. Ordinary matter is constructed of atoms. The nucleus of an atom is constructed of protons and neutrons. Protons and neutrons are, in turn, composed of quarks.
일반물질은 (쉽게 말해) 우리를 구성하는 일반적인 물질입니다. 일반물질은 원자로 이루어져 있죠. 원자핵은 다시 양성자와 중성자로 이루어져 있고, 양성자와 중성자는 다시 쿼크로 이루어져 있구요.
Q: WHAT ARE QUARKS?
쿼크가 뭔가요?
A: Quarks are elementary particles. Protons and neutrons are each composed of three quarks. The super-symmetric counterpart of a quark is a squark, and the Q Ball is composed of squarks.
쿼크란 입자를 구성하는 소립자입니다. 양성자와 중성자는 세 개의 쿼크로 이루어져 있습니다. 쿼크에 대한 초대칭 대응부가 바로 초대칭 쿼크(Squark)입니다. 큐볼은 (이론상) 바로 이 초대칭 쿼크로 이루어져 있습니다.
(*주 - 양성자는 업 쿼크 두 개와 다운 쿼크 한 개, 중성자는 한 개의 업 쿼크와 두 개의 다운 쿼크로 이루어져 있음.)
Q: WHY IS THE Q BALL SO DANGEROUS TO THE SUN?
그렇다면 그 큐볼이 어떻게 태양을 침식하는거죠?
A: The protons and neutrons of ordinary matter would ‘rather’ be squarks. When ordinary matter is placed in close proximity to a Q Ball, the protons and neutrons are disrupted, ripped apart, and turned into squarks.
차라리 일반물질의 양성자와 중성자가 초대칭 쿼크가 되면 낫겠습니다만, 일반물질이 큐볼에 밀착해 있을 때, 양성자와 중성자가 붕괴되고 쪼개지면서 초대칭 쿼크의 속성을 갖게 됩니다.
In other words, a Q Ball turns ordinary matter into itself. And unless it was stopped, this process would eat the Sun from the inside out, until a critical masa had been reached, at which point the Sun would explode.
바꾸어 말하자면, 큐볼 스스로가 일반물질화 되는 것이지요. 이 프로세스가 중단되지 않으면 큐볼이 태양을 안에서부터 갉아먹게 되고, 그 임계점에 도달했을 때 태양은 폭발하게 될 겁니다.
Q: ARE SUPER-SYMMETRIC PARTICLES AND Q BALLS REAL?
그렇다면 초대칭 입자나 큐볼이라는 물질이 실제로 존재하긴 하는 겁니까?
A: This question should be answered by work that will be undertaken at CERN, the world’s largest particle physics laboratory, which has its headquarters in Geneva. In 2007, scientists will use the laboratory’s vast particle accelerator to search for super-symmetric particles. It is considered very likely that they will find them.
(*주 - '초끈이론'에 의해 모든 입자에는 대응부를 갖는 초대칭 입자가 존재한다는 전제가 있는데, 이 초대칭 입자는 아직 발견되지 않았다.)
CERN에서 착수한 프로젝트가 그 질문에 대답하게 될 겁니다. CERN은 제니바에 본부를 두고 있는 세계 최대의 미립자 물리학 연구소죠. 2007년도에 물리학자들은 초대칭 입자를 찾기 위해서 대형 입자가속기를 가동할 예정이고, 그렇게 되면 초대칭 입자를 찾게 될 확률이 아주 높습니다.
(*주 - CERN : European Council for Nuclear Research, 유럽 원자핵 공동 연구소)
(*주 - 입자가속기 Particle Accelerator : 전자나 양성자 같은 하전입자를 강력한 전기장이나 자기장 속에서 가속시켜 큰 운동에너지를 발생시키는 장치이다. 원자핵이나 소립자와 같이 작은 입자의 내부구조를 연구하기 위한 기계로서, 구동하는 데에 매우 큰 에너지를 필요로 하는 거대과학 영역에 속한다.)
뉴스 링크 ≫ CERN에서 설치한 '강입자 충돌형 입자가속기(LHC)'
Q: IF Q BALLS EXIST, DO THE REALLY DESTROY STARS?
큐볼이 존재한다면, 정말로 항성을 파괴할 수 있을까요?
A: It is speculated that the origin of gamma-ray burst may be the cataclysmic destruction of neutron stars by precisely this method. Gamma-rays are the most energetic form of lights, and are produced by events such as supernova explosions.
별이 파괴되는 방법론에 대해서는 감마선 폭발이 중성자성의 대규모 파괴의 원인이 될 수 있다는 추측이 가능한데요, 실제로 감마선은 초신성의 폭발로 생성되는, 가장 큰 에너지파를 가진 전자기파입니다.
(*주 - 중성자성(星) Neutron Stars : 중성자의 축퇴압이 중력과 균형을 이루고 있는 초고밀도의 별을 말하며 이론적으로는 태양의 몇 배 정도의 질량이 지름 십수km의 구로 되어 있다고 생각된다.)
(*주 - 감마선 Gamma-Ray : 전자기파 중에서 가장 파장이 짧고 진동수가 커서 가장 큰 에너지파를 가지는 전자기파.)
(*주 - 초신성 Supernova : 여러 단계의 핵융합 반응을 거치면 별 내부에는 더 이상 핵융합을 할 수 없는 철의 원자핵이 쌓이게 된다. 철의 원자핵이 별의 질량에 의한 압력을 견뎌낼 수 없으면 별의 핵이 중성자성으로 바뀌는 대폭발을 하게 된다. 폭발하는 동안에는 몇 주일 동안 엄청난 에너지를 내놓아 전체 은하보다 더 밝아진다. 이런 폭발을 초신성 폭발이라 한다.)
Q: How Will The ICARUS MISSION Stop The Q BALL From DESTROYING THE SUN?
그렇다면, 이카루스 미션이 태양을 파괴하는 큐볼의 일반물질화 프로세스를 저지할 수 있을까요?
A: The Icarus mission carries a Stellar Bomb, which it will detonate in the Sun. The bomb will destroy the Q Ball.
이카루스 미션은 '행성 폭탄'을 운반해서 태양에 터트리는 데 있습니다. 이 폭탄이 (이론상) 큐볼의 일반물질화 프로세스를 스탑시킬 수 있습니다.
Q: HOW WILL THE STELLAR BOMB DESTROY THE Q BALL?
그 '행성 폭탄'이 어떻게 큐볼을 없앨 수 있습니까?
A: The bomb creates the same super-heated conditions in which the Q BALL was made. To be specific, Q Balls were formed at a particular time after the Big Bang: 10 to minus 35 seconds. The heat at this moment of the Big Bang was 10 to the power of 32 degrees.
폭탄은 큐볼의 생성 조건과 동일한 초고온 상태를 만들어줍니다. 큐볼은 우주 대폭발 10의 -35승 초 (*주 - 1조분의 1의 1조분의 1, 그리고 다시 10억분의 1초) 라는 특정한 시간대에 생성된 물질입니다. 우주 대폭발 직후 이 시점의 온도는 10 ³² 도 였습니다.
By recreating these conditions, the Q Ball will split up, separating it into squarks. Squarks on their own decay quickly into normal or stable (benign) super-symmetric particles. Put simply, the Stellar Bomb makes the Q Ball fall to bits.
큐볼의 생성 조건을 다시 만들어줌으로써, 큐볼은 초대칭 쿼크로 분열되고, 다시 초대칭 쿼크는 보통의 안정적인 (즉, 온화한) 초대칭 입자로 감쇠되는 겁니다. 간단히 말하자면 '행성 폭탄'은 큐볼을 조각 조각 쪼갤 겁니다.
Q: WHAT IS THE STELLAR BOMB MADE OF?
그 '행성 폭탄'은 어떻게 만들어진거죠?
A: Dark matter and Uranium. In the same way that an atomic bomb use normal explosives to trigger uranium into a nuclear explosions, the stellar bomb uses uranium to trigger the dark matter.
암흑물질과 유레이니움으로 만들어졌죠. (*으하하하-) 원자폭탄이 핵폭발을 일으키기 위해 유레이니움을 방아쇠로 사용하는 것처럼, 행성 폭탄은 암흑물질을 발화시키기 위해 유레이니움을 방아쇠로 사용합니다.
| 암흑물질 발화 장면 (영화 <선샤인>)
In the film <Sunshine>, mankind has been able to construct two of these Stellar Bombs. The fact that the Stellar Bomb use uranium is the reason that mankind is limited to only two payloads - because Earth does not contain enough uranium to build a third.
영화 <선샤인>에서, 인류는 단지 두 개의 행성폭탄만을 만들 수 있었습니다. 행성폭탄 제조는 많은 양의 유레이니움을 필요로 하기 때문에, 세번째 폭탄을 만들기엔 지구상에 충분한 양의 유레이니움이 없었기 때문입니다.
(*주 - 우라늄 Uranium : 자연계에 존재하는 방사성 물질. 1781년 새턴(土星)의 바깥쪽에서 발견한 새 행성 유레이너스(天王星)에서 따서 명명되었다. 자연에 존재하는 우라늄은 234U, 235U 및 238U의 방사성핵종의 혼합물이며, 모두 α(알파)선 및 γ(감마)선을 방출하면서 붕괴된다.)
Q: WHAT IS DARK MATTER?
'암흑물질'은 또 뭐죠?
A: We don’t know, but we have considerable gravitational evidence that it exists. Simply put, the gravitational effects that we can observe in the Universe require much more matter than we can see. Because we can’t see this hidden matter, it has been termed ‘dark’. Dark matter might make up as much as 95% of the Universe.
그게 정확히 뭔지는 우리도 몰라요. 하지만 우리는 암흑물질이 존재한다는 유력한 중력상의 증거를 가지고 있습니다. 간단히 말하자면, 관찰 가능한 우주 범위 내에서의 여러 중력 효과들은 우리가 볼 수 있는 물질보다 더 많은 물질들이 있다는 걸 알려주죠. 하지만 우린 이러한 물질들은 볼 수 없기 때문에, '암흑' 물질이라 이름을 붙인 겁니다. 암흑물질은 우주를 구성하는 총 물질의 약 95% 이상을 차지하고 있다고 생각됩니다.
(*주 - 우주는, 보다 정확히는 5%의 일반물질과, 25%의 암흑물질, 그리고 나머지 70%는 암흑에너지로 이루어져 있는 것으로 추정된다. '암흑에너지'의 정체 역시 아직 밝혀지지 않았다.)
(*주 - '암흑물질 Dark Matter'은 전파ㆍ적외선ㆍ가시광선ㆍ자외선ㆍX선ㆍ감마선 등과 같은 어떠한 전자기파로도 관측되지 않고 오로지 '중력'을 통해서만 그 존재를 인식할 수 있는 물질이다.)
(*주 - 암흑물질 Dark Matter : 알려지지 않은 형태의 물질로 우주에 있는 모든 물질과 인력으로 상호 작용한다. 그러나 전자기파를 내거나 흡수하지 않으며, 보통의 물질과 인력이 아닌 다른 어떤 방법으로도 상호 작용하지 않는다. 암흑 물질의 존재는 은하단 내의 은하들의 운동이나 은하에 분포해 있는 별들의 운동을 관찰하여 알게 되었다. 은하나 별들이 관측 가능한 물질만으로는 설명할 수 없는 운동을 하고 있었기 때문에 암흑물질이 존재한다는 것을 알게 되었다. 최근에는 은하단이나 은하에 의한 중력렌즈 현상을 관측하여 암흑물질이 존재한다는 것을 확인할 수 있었다.)
(*주 - 최근 '암흑물질'의 존재 관측을 통하여 암흑물질의 분포를 설명하는 3차원 입체지도가 완성되었다. 그러나 여전히 '암흑물질' 자체의 정체는 확인되지 않고 있다.
뉴스링크 ≫ 우주 ‘암흑물질’ 확인…“탄생 가설 입증”)
(*주 - 일부 과학자들은 50년 이내에 인류가 암흑물질의 정체를 파악할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 참고로 이 영화의 배경은 2057년이다.
뉴스링크 ≫ 저명한 과학자들이 그리는 50년 뒤의 세상)
It is widely speculated what dark matter actually is. - Planets, dim stars, neutrinos, exotic particles, and weakly interacting massive particles. But Q Balls are a good candidate.
암흑물질의 정체가 정확히 무엇인지는, 행성, 6등성, 중성미자, 미립자들과, WIMP 등에 걸쳐서 광범위한 추측들이 있어요. 하지만 '큐볼' 역시 그럴 듯한 후보에요.
(*주 - 윔프 WIMP : '윔프'는 우주의 유력한 암흑물질 후보로 떠오르고 있는 소립자로 'Weakly Interacting Massive Particles (약한 상호작용을 하는 거대 입자)'의 머릿글자를 딴 것이다. 우주가 생성된 직후에 생성된 것으로 추측되며, 다른 입자와 반응하거나 스스로 붕괴하는 일이 없어 검출이 어렵다. 그러나 입자 하나의 무게는 매우 무겁다.
한편, 이 물질의 존재 여부에 따라 우주의 밀도나 미래를 예측할 수 있을 것이다.)
Q: ARE THERE ANY CAVEATS ABOUT THE SCIENTIFIC BACKGROUND TO THE FILM?
끝으로 이 영화의 과학적 배경에 대한 다른 단서나 주의사항들이 있나요?
A: There are, not least because the film assumes that large areas of theoretical physics are correct. In addition, the Sun may not actually be dense enough to stop a Q Ball, but for the purposes of the film, we assume it is. Also, the rate of ‘eating’ is proportionate to the density of Sun - so the rate might be very slow.
어디 보자... 그 중에서도 영화에서는 이론상으로만 검토되어 오던 많은 물리적 현상들을 사실이라 가정하고 있습니다. 게다가 폭발로 큐볼을 억제시키기엔 태양은 실제로 밀도가 그리 높지 않습니다만, 단지 영화화를 위해서 우린 그런 일이 가능하다고 가정하고 있죠. 또한 큐볼의 '침식률'은 태양의 수명과 비례하여 진행될 겁니다. 그렇다면 아마도 매우 느리게 진행되겠죠.
(*주 - 태양의 밀도 : 약 139만 2,000km의 지름을 가진 태양은 지구 지름의 약 109배이고, 부피는 지구 부피의 약 130만배, 질량은 지구의 약 33만배, 평균 밀도는 지구 1cm 당 5.52kg에 비해서 약 1/4인 1.4kg 이다.
이처럼 태양의 밀도가 지구보다 작은 까닭은, 태양이 지구처럼 고체의 껍질을 가진 것이 아니라, 전체가 거대한 고온의 기체 공이기 때문이다.)
(*주 - 태양의 수명 : 과학자들의 계산에 의하면 태양의 나이는 지구와 거의 맞먹는 46억년으로 간주되고 있는데, 학자들의 의견대로라면 태양의 여생은 100억 년 남아있다는 것이다. 이 숫자는 현재 태양이 내고 있는 빛으로 계산해본 것인데, 그것이 사실이라면 태양은 이제 갓 태어난 별인 셈이다.
일반적으로 태양의 남은 여생을 약 100억 년으로 간주하는 견해가 지배적이지만 다른 의견도 많이 있다. 일부 천문학자들은 태양이 약 50억 년 뒤에는 팽창하여 적색거성이 될 것이라고 하는데 이 적색거성의 실체는 처참한 모습이다.
일단 적색거성이 되면 별은 그 중심부에서 수소를 태워 헬륨을 만드는데 이 헬륨은 재가 되어 별의 중심부에 쌓여 별의 팽창을 부채질한다. 그렇게 태양의 크기는 현재의 약 50배까지 팽창해서 현재의 금성궤도에 다다르게 되는데, 아마 그렇게 되기도 전에 지구는 이미 태양열로 온도가 상승해 바닷물은 증발해서 말라버릴 것이고 대기 중엔 이산화탄소가 증가해 온실 효과가 가중될 것이다.
이렇게 적색거성의 과정을 거치면서 원래 크기의 1/100로 줄어드는 과정 즉, 백색왜성으로 다시 변하게 되는데 그 후 백색왜성은 핵연료를 다 소모한 뒤 죽음을 맞게 된다. 이렇게 일부 비관론자들은 태양이 약 40~50억 년 뒤 적색거성이 되고 100억 년 뒤에는 최후의 순간을 맞이하게 될 것이라고 주장하고 있다.)
게재를 허가해주신 '새하얀'님께 감사드립니다.
Q&A 외에 첨가된 자료가 엄청나지요! :D
이 뒷부분의 리뷰도 멋지니까요, 읽어보지 않으셨다면 읽어보세요.
원문 보기 ≫ everything is NOT gonna be ok : SUNSHINE (선샤인, 2007)