1. 아득한 밤하늘, 미지의 구름을 향한 질문
아인슈타인이 시공간의 신비를 파헤치던 그 시기, 또 다른 위대한 과학자들은 밤하늘의 흐릿한 구름, 즉 ‘성운’에 주목했습니다. 수세기 동안 인류는 이 아름답지만 정체 모를 천체들을 관측하며 궁금증을 키워왔죠. 특히 ‘안드로메다 성운’은 가장 유명한 미스터리 중 하나였습니다. 과연 이 흐릿한 존재들은 우리 은하 안에 있는 가스 구름일까, 아니면 철학자 임마누엘 칸트가 상상했던 것처럼 우리 은하를 벗어난 또 다른 ‘섬 우주’일까? 이 질문은 당시 천문학자들에게 가장 풀기 어려운 숙제였습니다. 하지만 그 거리를 측정할 방법이 없었기에, 오랜 시간 동안 우리는 그저 상상만 할 뿐이었죠.
2. 별의 맥동에서 발견한 우주의 거리 측정기
이 거대한 수수께끼를 풀 실마리는 한 뛰어난 여성 천문학자의 손에서 시작되었습니다. 바로 헨리에타 스완 리비트입니다. 그녀는 별들의 위치와 밝기를 분류하는 고된 작업 중에서도 ‘세페이드 변광성’이라는 특별한 별에 주목했습니다. 이 별들은 며칠에서 몇 달에 걸쳐 밝기가 주기적으로 변하는 특이한 행태를 보였죠. 끈질긴 연구 끝에 리비트는 놀라운 패턴을 발견했습니다. 바로 맥동 주기가 길수록 별들이 실제로 더 밝다는 사실이었죠! 이 단순해 보이는 발견은 인류에게 우주의 거리를 측정할 수 있는 강력한 ‘우주 거리 측정기’를 선물했습니다. 이제 별의 주기만 알면 그 별의 실제 밝기를 계산하고, 지구에서 보이는 밝기와 비교하여 우리와 얼마나 멀리 떨어져 있는지 알아낼 수 있게 된 것입니다.
3. 허블의 망원경, 우주를 확장하다
리비트의 획기적인 발견은 에드윈 허블이라는 또 다른 위대한 천문학자에게 영감을 주었습니다. 허블은 강력한 망원경으로 안드로메다 성운을 면밀히 관측했고, 그 안에서 세페이드 변광성을 찾아냈습니다. 그는 이 변광성들의 주기를 측정하여 안드로메다 성운까지의 거리를 계산해냈습니다. 그 결과는 놀라웠습니다. 무려 90만 광년! 이는 우리 은하의 범위를 훨씬 뛰어넘는 거리였죠. 허블은 이로써 임마누엘 칸트가 상상했던 ‘섬 우주’들이 실제로 존재하며, 안드로메다 성운은 우리 은하와는 완전히 별개의 거대한 은하임을 증명했습니다. 이 순간, 인류가 알고 있던 우주의 크기는 순식간에 수백만 배나 확장되었고, 우리는 끝없이 펼쳐진 광활한 우주 속에 수많은 은하들이 존재한다는 경이로운 사실을 깨닫게 되었습니다.
