아주 거대한 천체는 빛까지 휘게 만들어. 이신비한 현상을 중력렌즈라고 해. 중력렌즈가생기는 이유를 과학마녀 일리가 알려 줄게!

한여름 호수를 초록빛으로 물들이는 녹조 현상도 함께 알아보자!

 

 

중력렌즈는 아주 먼 천체에서 나온 빛이 중간에 있는 질량이 큰 천체의 중력 때문에 휘어져 보이는 현상이에요. 질량이 있는 천체는 주변의 시간과 공간을 휘게 합니다. 특히 별이나 은하, 은하단처럼 질량이 큰 천체 주변에서는 시공간이 크게 휘어져요. 빛이 질량이 큰 천체 주변을 지나가면 휘어진 시공간을 따라 이동하면서 빛의 경로도 휘어집니다.

 

중력렌즈는 우리가 쓰는 렌즈와 비슷해요. 볼록렌즈가 물체를 크게 보이게 하듯 질량이 큰 천체도 멀리서 오는 빛의 경로를 바꿔 별이나 은하를 더 크고 밝게 보여 줘요. 때로는 하나의 은하가 여러 개로 보이게도 하지요.

 

빛은 1초에 지구 둘레를 일곱 바퀴 반 돌 수 있을 정도로 빠르지만 우주에서 멀리 떨어진 빛은 지구까지 도달하는 데 긴 시간이 걸려요. 덕분에 우리는 우주에서 아주 오래전에 일어난 일까지 볼 수 있어요. 빛의 속도로 달렸을 때 지구에 도착하기까지 10년 걸리는 거리에 별이 있다고 가정해 봐요. 지구에 있는 우리가 보는 별빛은 사실 10년 전 과거에 출발한 빛이에요. 중력렌즈 덕분에 멀리 있어 관측하기 어려운 우주 초기의 은하까지 살펴볼 수 있습니다.

 

중력렌즈는 눈에 보이지 않는 암흑물질 연구에도 쓰입니다. 암흑물질은 빛을 내거나 반사하지 않아 직접 볼 수 없지만 질량으로 주변 시공간에 영향을 줘요. 과학자들은 멀리 있는 빛이 얼마나 휘고 일그러졌는지 분석해 암흑물질의 질량과 분포를 추정합니다. 보이지 않는 물질도 중력이 남긴 흔적으로 찾아낼 수 있는 셈이에요.

 

 

 

 

 

녹조는 강이나 호수에서 남조류를 비롯한 식물성 플랑크톤이 크게 늘어나 물이 녹색으로 변하는 현상이에요. 플랑크톤의 수가 늘어나는 데에는 대표적으로 세 가지 이유가 있어요.

 

첫째로 물속 영양물질이 많아지는 거예요. 생활하수와 동물 배설물, 농경지 비료에는 질소와 인 같은 영양물질이 들어 있어요. 이 영양물질이 호수나 강으로 흘러 들면 식물성 플랑크톤이 빠르게 증식해요.

둘째는 높은 수온과 풍부한 햇빛이에요. 남조류는 수온이 높을 때 빠르게 자라고 여름철 풍부한 햇빛은 광합성을 활발하게 해 증식을 돕습니다.

셋째는 느린 물 흐름이에요. 물이 빠르게 흐르면 남조류가 모이기 어렵고 흐름이 느리고 오래 머무르면 쉽게 식물성 플랑크톤이 늘어나요.

 

적당한 양의 식물성 플랑크톤은 물벼룩 같은 동물플랑크톤의 먹이가 되어 수중 생태계를 유지하는 데 중요한 역할을 해요. 지나치게 많아지면 문제가 생길 수 있습니다.

어떤 남조류는 냄새를 일으키는 물질이나 사람과 동물에게 해로운 독소를 만들기도 해요. 남조류가 물 표면을 빽빽하게 덮으면 물속으로 들어가는 햇빛이 줄어 수중식물 등의 광합성을 방해할 수도 있지요.

 

크게 늘어난 남조류가 죽으면 미생물의 분해 과정에서 물속 산소가 많이 소모됩니다. 산소가 부족해지면 물고기를 비롯한 수중 생물이 살아가기 어려워질 수 있습니다.

녹조를 줄이려면 생활하수와 비료 사용을 줄이는 등 모두의 노력이 필요해요.