빛의 성질은 초기의 물리학자들에게 오래된 수수께끼였지만 그 누구도 빛이 가시광선 너머까지 뻗어 있는 전자기 스펙트럼의 일부분일 것이라고는 상상하지 못했다. 오늘날, 이 고에너지와 저에너지 방사선은 우주를 바라보는 새로운 방법을 제시한다.
빛의 본성 연구
1670년 영국의 아이작 뉴턴은 빛의 본성에 대한 연구를 시작했다. 프리즘과 렌즈를 통해 빛을 분산시킴으로써 그는 색이 빛의 고유한 성질이고 백색광은
1670년 영국의 아이작 뉴턴은 빛의 본성에 대한 연구를 시작했다． 프리즘과 렌즈를 통해 빛을 분산시킴으로써， 그는 색이 빛의 고유한 성질이고 백색광은 많은 색깔들이 혼합된 것이라는 사실을 처음으로 발견했다． 이후 거울 실험을 통해 뉴턴은 빛이 ‘입자들’의 흐름이라는 것을 확신하게 됐다． 뉴턴은 1675년 자신의 이론을 출간했고， 1704년
의 저작 《광학Opticks》에서 그 이론을 확장했다． 그러나 반대 이론도 있었다． 뉴턴의 경챙자였던 로버트 훅Robert Hooke 은 1665년 파동으로서의 빛 이론을 출간했고， 1670년대 후반 네덜란 드의 천문학자 크리스티안 호이겐스Christiaan Huygens는 자신의 실험을 시 작했다．
빛의 회절이나 분산 같은 증거들 그리고 광선들이 서로에게 영향을 받지 않으면서 서로를 통과할 수 있다는 사실 때문에 호이겐 스는 빛이 파동이라 확신했고， 이 빛은 우주를 가득 채우고 있는 ''oJJ 테르’를 통해서 전파된다고 생각했다． 호이겐스는 1690년 자신의 이 론을 출간했고， 그다음 한 세기 동안 많은 과학자들은 이 이론의 예
측에 매료됐다． 그 결과 1800년대 초반， 영국의 과학자 토머스 영은 이중 슬릿 간섭 실험을 통해서 빛의 입자 이론이 틀렸음 을 증명했다．
그는 프리 즘을 사용해 태양빛의 색깔에 따른 온도를 측정하던 중， 보라색 광 에서 적색광으로 이동함에 따라 온도가 눈에 띄게 증가한다는 사실 을 알게 됐다． 허셜은 스펙트럼의 적색 끝부분 너머의 비가시광선 영 역을 테스트하게 됐고． 이 영역이 다른 어떤 영역보다 온도가 높다는 사실이 드러났다． 이에 허셜은 이 새로운 형태의 방사선을 ‘방열선 calorific. ray '01라고 이름 붙였는데， 이것이 바로 오늘날의 적외선이다．
1년 뒤， 허셜의 발견으로부터 영감을 얻은 독일의 화학차 요한 빌 헬름 리터Johann Wilhelm Ritter는 스펙트럼의 다른 쪽 끝부분에서 비가시광 선들을 발견했다． 그는 서로 다른 색깔의 빛이 은색 소금을 검게 만 드는 방식을 실험했는데， 이 실험을 통해서 보라색 빛이 붉은 색 빛 보다 은색 소금을 더 검게 만든다는 사실과 스펙트럼의 보라색 끝부 분 너머에 있는 보희지 않는 ‘화학적 광선’이 가장 큰 영향을 미친다 는 사실을 알게 됐다．
그동안 과학자들은 여전히 빛의 본성을 이해하기 위해 고군분투하 고 있었다． 1817년， 프랑스의 물리학자 오귀스탱－장 프레넬Auguslin-Jean Fresnel은 빛의 파동은 종파라기보다는 횡파일 것이라고（음파보다는 수면 파와 더 유사할 것이라고） 제안했는데， 그 이유는 빛의 파동이（자신의 진동 각과 평행한 슬릿에 의해） 편광되기 때문이었다．
전자기 복사
1845년, 영국의 과학자 마이클 패러데이는 빛의 편광은 자기장에 의해 영향을 받을 수 있다는 중요한 사실을 발견했다. 이에 영감을 얻은 스코틀랜드의 제임스 클러크 맥스웰은 1864년 ㅕ빛을 전자기파로 해석한 내용을 출간했다. 전자기파는 서로 직각으로 배열된 전기파와 자기파가 한 쌍으로 연결된 것으로 공간을 이동하면서 서로를 강화한다. 맥스웰의 파동 방정식은 빛과 비가시광선들의 성질이 어떻게 파장과 주파수의 속성으로부터 영향을 받는지 설명한다. 이 방정식은 더 높은 주파수와 더 짧은 파장을 가진 파동을 만들어내기 위해서는 더 강한 에너지가 필요하다는 것을 보여줄 뿐만 아니라, 광속의 크기를 정밀하게 예측하기도 한다.
이 방정식은 적외선과 가시광선과 자외선을 연속적인 스펙트럼상에 배열함으로써, 이들보다 더 높은 주파수나 더 낮은 주파수를 만들어낼 수 있는 적절한 에너지를 가진 과정들이 존재한다면 더 높은 주파수나 더 낮은 주파수가 존재하지 못할 물리적인 이유가 없다는 것을 보여 줬다. 1888년 하인리히 헤르츠가 발견한 극초단파는 스펙트럼의 적외선 아래 영역에 맞아떨어졌지만, 1895년 빌헬름 뢰트겜이 발견한 X-선과 1900년 폴 빌라드가 발견한 감마선의 양상은 빛과 다른 것처럼 보였고, 그 결과 전자기학과 직접적으로 관련되지 않는 거서럼 보였다. 나중에서야 그것들이 스펙트럼상에서 자외선 너머의 에너지 영역에 존재한다는 것이 알려졌다.