조지 엘러리 헤일

1. 개요

조지 엘러리 헤일은 1868년 시카고에서 태어난 미국의 천문학자이다. 그는 매사추세츠 공과대학교에서 교육을 받았으며, 분광일동도기를 발명하여 태양 소용돌이를 발견했다. 흑점의 자기장을 발견하고, 예르키스 천문대, 윌슨 산 천문대, 팔로마 천문대 설립을 주도했다. 태양 흑점 연구를 통해 태양 연구의 권위자로 인정받았으며, 국제 과학 협력을 위한 국제 기구 설립에도 기여했다. 그는 불면증과 우울증으로 고통받았으며, 1938년 사망했다.

2. 생애

조지 엘러리 헤일은 1868년 시카고에서 엘리베이터 제조 사업가 윌리엄 헤일의 아들로 태어났다. 어린 시절부터 천문학에 관심을 가졌으며, 자택 옥상에 설치된 천체 망원경으로 천체를 관측했다. 매사추세츠 공과대학교(MIT)에서 학위를 받은 후, 자택 부지에 12인치 굴절 망원경을 갖춘 천문대를 건설하여 태양을 관측했다. 그는 자신이 발명한 분광헬리오그래프(단색 태양광 분광 사진기)로 태양광에서 칼슘의 특성 스펙트럼을 단색화하여, 사상 처음으로 태양 홍염(프로미넌스) 촬영에 성공했다. 이 공로로 태양 연구의 권위자로 인정받아, 24세에 시카고 대학교 천체물리학 조교수가 되었다.

1897년 찰스 예르키스의 지원으로 101cm 굴절 망원경을 갖춘 예르키스 천문대를 건설했다. 1904년 카네기 연구소의 기부로 당시 세계 최대 257cm 반사 망원경을 갖춘 윌슨 산 천문대를 건설하고 초대 대장이 되었다. 윌슨 산 천문대에는 태양 분광 관측 전용 스노우 태양 망원경이 설치되었으며, 태양 흑점 관측 결과 흑점 내부가 태양의 다른 부분보다 온도가 낮고 강한 자기장이 있다는 것을 발견했다.

록펠러 재단의 기부로 팔로마 산 천문대 건설에 착수했으나, 완공을 보지 못하고 1938년 캘리포니아 주 패서디나에서 사망했다.

2.1. 어린 시절과 교육

조지 엘러리 헤일은 1868년 6월 29일 일리노이주 시카고에서 엘리베이터 제조 사업가 윌리엄 엘러리 헤일과 메리 브라운 사이에서 태어났다. 그의 아버지는 1871년 시카고 대화재로 파괴된 시카고 재건 기간 동안 승객용 엘리베이터를 제조 및 설치하여 상당한 재산을 모았다.

어린 시절 헤일은 부모님이 준 책과 기계에 매료되었다. 그가 가장 소중히 여기는 소유물 중 하나는 작은 현미경이었고, 아버지의 권유로 집 안에 실험실로 바뀐 작은 작업실을 만들었다. 14세에 첫 번째 망원경을 만들었으며, 아버지는 나중에 중고 클라크 굴절 망원경으로 바꾸어 켄우드 집에 설치했다. 그는 밤하늘을 촬영하고, 부분적인 일식을 관측하고, 흑점을 그렸다.

헤일은 윌리엄 허긴스, 노먼 로키어, 어니스트 러더퍼드의 글에 매료되었고, 쥘 베른의 이야기를 열렬히 읽었다. 여름에는 코네티컷주 매디슨의 할머니 집에서 미래의 아내인 에벨리나 콘클린을 만났다.

시카고의 오클랜드 공립학교를 졸업한 후 헤일은 앨런 아카데미에서 화학, 물리학, 천문학을 공부했다. 그는 시카고 수공 훈련 학교에서 공작 수업을 들으며 실제적인 경험을 쌓았다. 이 기간 동안 헤일은 아버지의 친구이자 유명한 건축가인 대니얼 번햄의 도움을 받아 건축 및 도시 계획의 원리에 대한 지식을 쌓았다. 번햄의 조언과 격려에 따라 헤일은 17세에 매사추세츠 공과대학교(MIT)에서 교육을 계속하기로 결정했다.

헤일은 MIT, 하버드 대학교 천문대(1889–90), 베를린 (1893–94)에서 교육을 받았으며, 박사 과정 학생이었지만 학위를 받지는 못했다. MIT 학부생 시절 그는 태양 소용돌이를 발견한 분광일동도기를 발명했다. 1890년에 MIT에서 학위를 취득했다.

2.2. 연구 활동과 업적

1890년, 헤일은 아버지의 지원으로 켄우드 천체물리 관측소를 설립하여 태양 연구를 시작했다. 그는 매사추세츠 공과대학교 재학 시절 발명한 분광일광사진기(스펙트로헬리오그래프)를 이용하여 태양광에서 칼슘의 특성 스펙트럼을 단색화하여 태양 홍염(프로미넌스) 촬영에 성공했다. 이 업적을 통해 헤일은 태양 연구의 권위자로 인정받았다. 1891년부터 1893년까지 벨로이트 칼리지에서 천체물리학 교수로 재직했다. 1892년에는 시카고 대학교 천체물리학 강좌 조교수가 되었고, 1897년에는 정교수가 되었다.

1895년부터는 천체물리학 저널(Astrophysical Journal)의 편집자로 활동하며 천문학 분야 발전에 기여했다. 1908년에는 개량된 분광일광사진기를 사용하여 제만 효과를 통해 흑점이 자기적임을 밝혀냈다. 이후 추가 연구를 통해 흑점 자기장의 규칙적인 특성인 "헤일-니콜슨 법칙"(또는 "헤일의 법칙")을 발견했다.

헤일은 베르나르 리오의 연구 이전까지, 개기 일식 없이 태양 코로나를 촬영하기 위한 방법을 연구했다. 1913년에는 알베르트 아인슈타인으로부터 중력이 빛에 미치는 영향에 대한 가설 검증 가능성을 묻는 편지를 받고, 개기 일식 때 관측 가능하다고 답했다.

2.3. 천문대 설립

1897년 시카고의 사업가 찰스 예르키스(Charles Yerkes)의 자금 지원을 받아 예르키스 천문대를 설립하고 101cm 굴절 망원경을 설치했다. 1904년 카네기 연구소의 기부를 받아 윌슨산 천문대를 설립하고 초대 대장이 되었다. 윌슨산 천문대에는 스노우 태양 망원경을 설치하여 태양 흑점을 관측하였고, 흑점 내부가 태양의 다른 부분에 비해 온도가 낮고 강한 자기장이 존재한다는 사실을 발견했다.

록펠러 재단의 기부를 받아 팔로마 산 천문대 건설을 시작했지만, 완공을 보지 못하고 사망했다. 헤일은 윌슨산 천문대에서 할로우 섀플리, 에드윈 허블 등 뛰어난 천문학자들을 고용하고 격려하여 당시 중요한 발견들을 이끌어냈다.

2.4. 국제 협력과 사회 활동

헤일은 젊은 시절부터 국제적인 감각을 지녔으며, 유럽 전역을 광범위하게 여행했다. 그는 과학 연구를 조정하기 위한 국제 기구의 필요성을 오랫동안 인식하고, 미국 국립 과학 아카데미 위원회 의장으로서 태양 연구를 위한 국제 기구의 형성을 추진했다.

1904년 세인트루이스 박람회에서 열린 이 학회 창립 회의에는 16개 국가 과학 학회 대표들이 참석했지만, 프로이센 과학 아카데미는 초청을 거절하여 불참했다. 대신 독일 물리 학회의 독일 대표들이 참석했다. 대표들은 영구적인 국제 과학 기구인 국제 태양 연구 협력 연합을 창설할 위원회를 임명했다. 이 새로운 연합은 1년 후 영국 옥스퍼드에서 첫 회의를 열었다. 1907년 파리, 1910년 윌슨산 천문대에서 추가 회의가 열렸는데, 이 자리에서 연합의 관할 범위는 헤일이 태양을 다른 많은 별들 중 하나로 강조한 것에 맞춰 별 연구를 포함하도록 확대되었다. 1913년 본에서 마지막 회의가 열린 직후 제1차 세계 대전이 발발하여 연합의 활동이 사실상 중단되었다. 1919년 국제 천문 연맹이 창설된 후에도 활동은 계속되었다.

전쟁 동안 헤일은 정부가 정책 목표, 특히 군사적 목적을 달성하기 위해 과학을 활용하도록 지원하기 위해 미국 국립 연구 위원회를 창설하는 데 핵심적인 역할을 했다. 1922년 그는 국제 연맹의 국제 지적 협력 위원회에 임명되었지만 건강 문제로 인해 몇 달 후에 사임해야 했다. 그는 동료인 로버트 앤드루 밀리칸으로 대체되었다.

2.5. 개인적인 삶

헤일은 신경계 및 심리적 문제로 고통받았으며, 여기에는 불면증, 잦은 두통, 그리고 우울증이 포함되었다. 정신분열증에 걸렸다는 종종 되풀이되는 잘못된 믿음은, 그가 조언자 역할을 하는 요정의 정기적인 방문을 받는다고 주장했다는 것으로, 그의 전기 작가 중 한 명의 오해에서 비롯되었다. 그는 가끔 메인 주의 요양원에서 몇 달을 보내기 위해 휴가를 내기도 했다. 이러한 문제들로 인해 그는 마운트 윌슨 천문대장 자리를 사임해야 했다. 그는 1938년 캘리포니아 주 패서디나의 라스 엔시나스 요양원에서 사망했다.

3. 수상 및 영예

4. 유산

5. 대중 문화

폭스 멀더는 TV 시리즈 X파일에서 "조지 E. 헤일"이라는 가명을 여러 차례 사용했는데, 특히 시즌 2 에피소드 1 "리틀 그린 맨"과 시즌 2 에피소드 4 "잠 못 이루는 밤"에서 두드러진다.

스티브 브룰 박사의 확인해봐!의 "우주" 에피소드에서 헤일에 대한 실제 사실이 언급된다.