광대한 우주, 그리고 무한한 시간, 이 속에서 같은 행성, 같은 시대를 당신과 함께 살아가는 것을 기뻐하면서…
칼세이건 – 우주는 과거와 현재와 미래에 존재하는 모든 것
PPT – 물질과 빛, 즉 에너지를 일정한 원리하에 만들어 담고 있는 시공간
별의 탄생 – 가스와 먼지
산개성단
구상성단
가장 가까운 별
우주의 계층성 – 독립된 개체들이 모여 보다 크고 복잡한 구조를 이룸
우주의 연계성 – 존재하는 모든 것은 다른 존재의 일부
입자, 중성자, 사람, 무거운별, 태양, 우주, 양성자
우주의 개관과 우주의 모습
광년
천문단위 – 지구와 태양의 평균 거리
파섹, 각거리(별과의 거리가 멀수록 각은 작다)
사람 – 지구 – 태양계 – 우리은하 – 우리은하군 – 우리초은하단 – 관측가능우주-우주
사람 – 세포 – DNA – 원자 – 원자핵 – 쿼크
빛에 의존하는 천문우주학 관측 – 관측하는 계內에 존재, 0차실험, 천문현상이 일회성
빛 : 전자 복사의 일종으로서 모든 파장을 포함하는 전자기파, 광자 매질 없이도 진공상태에서 전파될 수 있으며 파장에 따라 독특한 파동으로 전도.
파동과 같이 행동하기도 하고 (간섭현상), 입자와 같이 행동(광전효과)하기도 합니다 (빛의 이중성).
집광력 = 반사경 (렌즈) 면적
분해능 근접 천체 분리 정도 = 반사경 (렌즈) 직경
배율 = 대물렌즈의 초점거리 / 접안렌즈의 초점거리
지상에서의 관측에 있어 가장 큰 방해물은 바로 지구의 대기 (생명보호의 장점도있음)
대기에 있는 입자들에 의해 산란되고 흡수되기 때문에 지상에서의 관측에는 한계가
별빛이 반짝이는 이유도 이러한 지구 대기의 흔들림 현상
파장이 짧으면 짧을수록 대기에 의해 산란되거나 흡수되는 비율이 크기 때문에 우주의 단파장에서의 모습은 거의 대기권 밖에서 우주 망원경으로 관측되고 있음
우주망원경이 필요한 이유 : 지상에서는 대기의 산란으로 선명한 상을 얻을 수 없음.
지상에서는 대기의 흡수로 관측가능한 빛의 파장대에 제한이 있음
굴절망원경: 여키스산 40인치 망원경의 모습
반사망원경: 팔로마산 5미터 망원경의 모습
도시의 인공 불빛으로부터 멀고 대기에 의한 별빛의 흡수가 적고 맑고 건조한 날이 많은 곳에 세웁니다. 하와이와 칠레에 있는 많은 대형 망원경들이 그 좋은 예
허블우주망원경은 주로 가시광선 영역과 자외선 영역에서 천체를 관측하고 있으며 수명이 다 해 가는 지금, 그 뒤를 이어 2010년 경 6-8m급의 차세대우주망원경(Next Generation Space Telescope; NGST)이 발사될 예정
낮에 하늘의 색깔이 푸른 이유 – 파장이 짧은 부분인 파란색 입자가 대기에 산란
황혼녘에 해가 붉게 보이는 현상 – 고도가 낮아진 태양빛이 통과해야할 대기층이 두꺼워져 파장이 긴 빨강색만 투과
GALEX
(패러다임 (Paradigm) → 정상 (표준) 과학 (Nomal Science) → 새로운 과학적 결과 (New Results) → 위기 (Crisis) → 과학 혁명 (Revolution) → 새로운 패러다임 → 패러다임)
고대그리스 – 기하학적우주
피타고라스 – 완벽한 구, 조화로운 기하학
플라톤 – 별은 신성하고 영원, 원운동 (<->16세기 케플러의 타원궤도)
아리스토텔레스 – 두 구체, 완벽
혜성이나 초신성, 변광성과 같은 일시적인 관측현상은 지구 대기의 난류로 설명하려 했습니다. 특히 행성들이 서로 다른 속도로 태양 주변을 공전하여 지구에서 보면 행성들이 가끔 역행하는 거 설명 못하고
고대 이집트 – 1년의 대략적 길이를 알고, 365일 달력을 사용, 시리우스 뜨는 시간을 지속적으로 관측, 그 주기가 나일강의 범람과 우연히 일치
중국 – 혜성과 밝은 운석 및 태양의 흑점 기록
영국 – 태양과 달의 운동 궤적을 기록하기 위해 돌을 사용, 기원전의 스톤헨지
케플러의 행성 궤도 계산에 결정적인 관측 자료는 뛰어난 (안시) 관측자인 티코 브라헤(1546-1601)의 업적이었습니다
타원궤도의 법칙 (행성은 태양을 초점으로 하는 타원 궤도를 그린다), 면적 속도 일정의 법칙 (태양과 행성을 잇는 선은 같은 시간에 같은 면적을 가로지른다), 조화의 법칙 (거리의 세제곱이 공전 주기(시간)의 제곱에 비례한다) -을 성립했습니다
가장 큰 중력:목성
지구에서보다 중력이 센 행성 : 목성,토성,천왕성,해왕성
약한 행성 : 수성, 금성,화성, 명왕성
특수 상대성 이론의 두 원리
광속도 불변의 원리
빛의 속도는 광원의 운동 상태와 관계없이 일정하다
상대성 원칙
관성계에 있어서 모든 물리 법칙이 불변
중력=물체 주위의 시공간의 휨
중력 현상=시공간이 휜 곡면에 물체가 굴러 떨어지는 관성 현상
강한 중력장에 있는 물체의 길이는 그 보다 약한 중력장 속에 놓인 물체보다 짧아 보이고, 시간은 천천히 간다 질량은 증가한다
밀도, 시공의 곡률이 무한대인 점
고전역학적 시각으로 검은구멍을 보면
무거운 검은구멍이 갖는 강한 중력의 영향으로 주위의 물체가 검은구멍 속으로 빨려 들어가는 것처럼 보임
상대론적으로 설명하면
검은구멍의 질량에 의해 함몰된 검은구멍 주위의 시공간 곡률면
(휜 시공간)을 따라서 검은구멍 주위의 물체가 함몰된 중심을 향해 영원히 굴러 떨어지고 있는 현상
거대 질량인 별의 최후
= 검은구멍 중력 수축
———-혼자해보기 모음 ——-
코페르니쿠스의 원리
1. 어떤 것이 특별하거나 특별한 것이 요구되는 것이라면 진리가 될 수 없다.
2. 지구는 우주에서 특별한 위치나 지위를 차지하고 있지 않다.
3. 지구는 우주의 중심에 위치하고 있지 않다.
결국 이 원리는 이전부터 신봉되어오던 프톨레마이오스와 기독교의 세계관을 정면으로 위배하는 태양 중심 우주론을 주장하는 것이었습니다.
물론 그의 지동설은 오늘날의 그것과는 큰 차이가 있는 것이었습니다 (공전궤도를 모두 정확한 원으로 생각, 지구의 자전과 공전의 증거확보 실패 등). 하지만 그의 이론은 후에 케플러, 갈릴레이, 뉴턴 등 후대 과학자들의 업적에 큰 영향을 주었습니다.
코페르니쿠스의 원리는 새로운 패러다임의 시작이었던 것입니다
—————–
천동설에 의하면 금성은 늘 지구와 태양 사이에 있으므로 금성이 보름달 모양의 위상이 나타나며 크기가 변하는 사실을 설명 하지 못했습니다. 하지만 태양 중심설로는 이런 금성의 위상 변화와 크기 변화를 간단히 설명할 수 있습니다. 태양이 중심에 위치하고 금성이 지구에서 점점 멀어져 지구에서 봤을때 태양 뒤쪽으로 가까이가면 크기가 작아지고 보름달 모양도 볼 수 있으며, 다시 지구 가까이 오면 금성의크기는 커지게 됩니다. 그러므로 태양중심설의 한 증거
————–
올버스의 역설 – 하늘이 왜 까만가
올버스의 생각-
우주가 시간적으로나 공간적으로 무한하고, 정적이며, 무수히 많은 별들이 균일하게 퍼져있다
우주는 유한하나 무한하게 팽창한다’ 라는 이론입니다.우주의 중심으로 부터 먼곳일수록 빠른속도로 팽창한다고 하죠. 우주의 팽창에서 찾을 수 있다. 그것은 우주의 팽창으로 빛이 우리에게 도달할 수 있는 범위가 유한해지고, 또한 거리가 먼 은하일수록 적색편이(赤色偏移)의 양이 커져 관측자에게 이르는 빛이 감소하기 때문이다
————- 투명인간의 문제
. 앞을 볼 수 없다.
2. 혈액의 산소공급
혈액에서 우리몸 구석구석에 산소를 공급해주는 헤모글로빈은 빨간색입니다.
3. 먹은 음식물의 문제
우주의 이해 시험
———-
우주의 기원
애드가 알렌 포우
– 우주는 하나의 공과 같은 물체로부터 시작해서 폭발하여 퍼져나가 별이 생성됨
– 언젠가는 다시 중심으로 붕괴되어 소멸될 것
– 시간 = 공간
** 시간과 공간이 같은 이유?
대폭발 우주론
– 아인슈타인, 드 시터, 프리드만, 르메트르
– 일반상대성 이론을 바탕으로 곡률이 있는 리만공간이 그 안에 물질이 존재할 때 어떻게 시간에 따라 진화하는가를 살펴봄
– 우주방정식의 여러 다른 해
우주론의 두가지 원칙 – 근사적 사실, 가정
균일성 – 은하의 밀도가 우리로부터 모든 거리에서 거의 같다, 우주에 중심이 없다.
망원경의 관측에 의해서도 약 30억 광년 멀리까지 은하가 거의 균일하게 분포
등방성 – 각 영역에서 은하의 수가 서로 비슷
** 다른 별에서 우주를 관측하면?
– 우주에는 중심이 없다. 지구에서 관측할 때 다른 별들이 지구를 중심으로 팽창하는 것으로 보이는 것처럼 다른 별에서 역시 그 별이 중심인양 다른 별들이 팽창하는 것으로 보일 것이다.
* 허블이 별 빛의 선 스펙트럼을 관측함으로 얻어낸 사실
우주론적 적색이동: 지구에서 멀리 떨어진 은하계에서 나오는 빛의 선 스펙트럼은 그 선들의 파장이 모두 약간 긴 쪽으로 이동되어 있는 것.
주파수와 파장은 반비례 관계에 있으므로, 도플러 효과에 따르면 파장이 길어진다는 것은 관측자에게서 멀어지는 것을 의미한다. 허블의 발견한 선 스펙트럼의 적색 이동은 우리로부터 멀리 떨어져 있는 은하계들은 예외없이 지구로부터 멀어져 가고 있다는 것을 의미하는 것이다. 다시 말하면 우주 전체가 팽창하고 있다는 말이다.
도플러 효과; 차가 멀리서 관측자에게 접근할때는 차가 내는 소리의 주파수가 점점 높아지는 것처럼 들린다. 그러나 차가 관측자를 지나서 멀어질 때에는 소리가 점점 낮아져서 저음으로 들린다.
우주의 팽창
우주의 팽창은 공간 자체의 팽창이다. 팽창하는 우주는 매 순간 항상 전 공간을 내포하므로 유한하다. 또 우주의 시작점이 존재하므로 우주의 나이는 유한하다. 초기 우주는 초고온, 초고밀도였다. 또 관측 가능한 우주의 한계가 존재한다. 은하의 속도가 빛의 속도에 다다르는 거리도 존재할 것이다.
과거를 보는 방법은?
빛의 속도가 유한하고 우주는 팽창하므로, 더 먼 천체를 관측하면 더 과거의 모습을 보는 것이다.
우주의 기원
우주가 탄생하기 이전 즉 플랑크 시간 이전에는 절대적물리법칙이 존재하는 양자역학적 혼돈상태로 에너지의 양이 0 인 무의 상태였다. 이런 상태에서 에너지 벽이 갖혀있는 입자(시공간, 원시우주)가 양자역학적 생성과 소멸을 반복하다가 마침내 에너지 벽을 뚫고 나와 우주가 생성된 것이다.
* 양자 역학에서 우주의 터널 효과란?
입자가 에너지 벽을 뚫고 나올 확률이 0이 아니기 때문에 어느 순간 가능한 일이라는 말이다.
** 양자역학적 관점에서 ‘우연’과 ‘필연’이라는 대립되는 개념이 동시에 만족되는 이유?
원시우주가 에너지 벽을 뚫고 나올 확률이 0이 아니기 때문에 생성과 소멸을 거듭하고 있던 원시우주 중 하나는 ‘우연히’ 그러나 일정한 확률을 가지고 있기 때문에 결국 ‘필연적’으로 에너지 벽을 뚫고 나올 것이기 때문입니다.
뜻하지 않고 그 적은 확률에 의해 생긴 것이 우연이고 그러나 확률적으로 언젠가는 반드시 일어나는 일이므로 필연이라는 것이다.
현대 물리학의 총아인 양자역학에서 보면 궁극의 단계에 이르면 우연과 필연이 모두 확률(가능성)에 의해 지배된다. 즉 앞으로 일어날 일은 아무도 모른다는 것이다.
** 급팽창 힘의 근원은?
– 대통일장으로부터 힘이 분리될 때 생기는 에너지
** 우주는 팽창하는데 별이나 은하들은 왜 팽창하지 않는가?
– 주어진 공간 내에서 천체의 운동으로 천체가 서로 멀어지는 것이 아니라 우주라는 시공간 자체가 팽창하면서 천체들이 서로 멀어지는 것이다. 우주의 팽창은 시공간 자체의 팽창이고 우주는 언제나 전공간을 포함한다. 우주는 언제나 유한한 크기를 갖는 우주 그 자체이고 우주 밖이라는 개념은 없다. 별이나 은하는 중력적으로 완전하게 묶여있는 천체들.. 우리 주변의 공간은 상대적으로 거리가 매우 짧기 때문에 팽창하는 것을 느낄수가 없다.
우주의 팽창을 비유적으로 설명하면
– 케익에 고명을 올려놓고 구우면 그것이 부풀면서 고명은 분명 그 자리에 고정되어있는데 빵 자체가 부풀어서 그 사이 간격이 멀어졌다는 것을 알수 있다.
우주와 자연의 관점에서 보면 인간과 같은 고등동물이 반드시 필요한 것은 아니다. 1억년전 지구를 공룡이 지배했듯이 시간과 더불어 반드시 고등동물이 나타나야 한다는 것이 일반적 현상인 것은 아니다. 따라서 우주에 있는 생명체는 우리가 상상하지 못한 형태일 가능성도 있는 것이다. 지구 상에는 아주 혹독한 환경속에서도 자신을 진화, 적응 시켜서 살아가는 많은 생물들이 있다. ……….
박테리아를 내포한 운석이 지구 생명체의 기원이 됐다는 이론을 뒷받침하는 연구 결과가 독일 과학자들에 의해 발표됐다. 독일 쾰른 소재 독일항공우주센터의 게르다 호르네크 박사팀은 네덜란드의 학술지 ‘생명의 기원과 생물권의 진화’ 12월호에서 우주 궤도상에 병원균을 보내는 실험을 통해 아레니우스의 원자론(pan-spermia)을 입증하는 결과를 얻었다고 밝혔다. 아레니우스 원자론에 따르면, 수십억년 전 박테리아를 내포한 운석이 우주 여행끝에 지구에 떨어졌고, 이 박테리아가 번식해 원시생명체로 진화했다.
세 번째 실험에서는 1㎝ 간격으로 진흙, 적색 사암, 화성 운석, 인공 화성 토양의 입자들을 섞은 광물질에 고초균을 집어넣어 우주로 보냈다. 그 결과 샘플중 대부분에서 고초균 포자 5천만개중 1만-10만개의 포자가 우주의 거친 여행에도 불구하고생존하는 놀라운 결과를 보였다.따라서 “박테리아가 작은 바위나 진흙 같은 안전한 곳에 포함돼 있을 경우 화성이나 다른 행성에서 지구까지 이르는 비교적 짧은 우주여행을 충분히 감내하고 살아있을 수 있음을 추론할 수 있다”고 호르네크는 말했다.
우주의 진화 과정을 설명하라
우주는 고온 고밀도의 조건에서 무거운 입자시기(쿼크, 양성자) -> 가벼운 입자 시기(전자) -> 핵융합시기(중성자, 중수소, 헬륨원자핵) -> 빛 우세시기(빛과 수소와 헬륨기체, 암흑물질이 뒤섞인 상태) -> 물질 우세시기(암흑 물질이 중력불안정으로 수축하기 시작하며 우주의 구조물이 생성) -> 분리 시기(30만년 3000K, 빛과 물질의 분리, 수소와 헬륨 원자 생성, 혼탁한 우주가 투명한 우주로…태초의 빛)를 거쳐 현재에 이른다.
기본적인 원소의 생성
대폭발 이후 쿼크, 양성자, 전자, 중성자, 중수소, 수소와 헬륨원자핵 까지 약 3분만에 전부 생성됨. 우주 공간에서 만들어지는 원소는 수소와 헬륨 뿐.
빛과 수소와 헬륨 기체, 암흑물질이 뒤섞여 팽창을 계속하다가 대폭발 이후 30만년이 지난 시기에 빛과 물질이 분리되면서 우주는 투명해진다. 이 때 나온 단파장 고에너지의 장파장 저에너지 빛이 되어 현재에 전하는 것이고 태초의 빛이라는 3K 우주배경복사선이다. (우주의 나이 150억년)
코비(COBE) 인공위성이 한 일은?
1989년에 발사된 건데 태초의 빛이라는 3K의 우주배경복사선을 발견했다. 그리고 관측에 의하면 거의 완벽하게 물질이 균일하게 분포하고 있을 것이라는 초기우주에도 한 곳과 다른 곳 사이에 미세한 밀도 차이가 있는 것으로 관측되었다. 이러한 조그만 밀도 차이가 별과 은하의 형성의 씨앗이다. 밀도가 큰 곳을 중심으로 가스 구름이 중력불안정으로 수축을 한 결과 별과 은하가 생성되기 시작한 것이다. (대폭발 이후 20억년 후)- 태양과 태양계, 지구생명체, 인간. / 등방성도 발견하고 약간의 비균질, 비등방성도 발견함……TV 잡음의 10%
대폭발우주론의 관측적 증거
우주의 팽창 – 허블이 멀리 떨어져있는 은하로부터 나오는 빛의 선 스펙트럼을 관측해보니 그 선들이 파장이 긴 쪽으로 이동되어 있었다는 것이다. 도플러 효과에 따르면 파장이 길어지는 것은 관측자로부터 물체가 멀어지는 것을 의미한다. 즉 멀리 떨어진 은하들이 우리로부터 멀어지고 있으며, 결국 우주가 팽창하고 있다는 말이다.
퀘이사와 먼 은하의 관측
먼 거리에는 더 많은 활성 은하와 퀘이사가 관측되는데 과거 우주는 현재와 달랐다는 증거로 우주의 진화를 증명한다.
헬륨의 함량비
우주내 헬륨의 함량은 25%에 이를 정도이다. 이것은 별 내부의 핵융합 반응으로 설명하기엔 많은 양이다. 초기 우주 핵융합으로 생성된 것이다.
가장 강력한 근거 우주배경복사
가모브, 알퍼, 허만이 1948년 예측하고 1965년 펜지야스와 윌슨이 관측한 3K의 우주배경복사. 빛/물질 분리 시기에 떠난 빛이다. 우주의 등방성을 말해주고…
우주의 현재와 미래
= 현재 우주는 팽창 중
우주의 미래 , 우주 방정식의 여러 해가 존재 = 열린우주, 닫힌 우주, 평탄한 우주
우주의 미래는 현재 주어진 공간내의 물질 양에 따라 결정됨
우주안의 물질이 임계밀도 이하일 경우 열린우주
임계밀도 이상일 경우 닫힌 우주 – 팽창을 멈추고 다시 수축
우주의 밀도= 임계밀도, 중력에너지 = 팽창에너지 – 팽창은 결국 느려져 멈춘다. 천천히 멀어진다.
이론 – 평탄한 우주, 현재 – 열린 우주(초신성 관측)
암흑물질 – 우주 전체 질량의 90% 우주 평균 밀도, 차가운 입자 vs 어두운 별, 차가운 가스
허블 상수 – 현재 우주가 얼마나 빨리 팽창하고 있는가. 우주의 나이를 보여줌
우주의 나이는 허블 상수의 역수로 나타내어진다. 허블 상수가 커지면 우주의 나이는 작아지고 허블 상수가 작아지면 우주의 나이는 커진다.
현대 표준 우주론 = 대폭발 우주론(고온고밀도->차갑고희박) + 급팽창이론(우주진화초기 급격한 공간팽창)
중력 불안정에 의한 우주 구조 기원설 – 별에서 거대 구조물에 이르는 온갖 천체들은 급팽창때 생긴 극미한 요동이 중력 때문에 점점 커져 생겨남
정상 상태우주론 vs 대폭발우주론
호일, 본디, 골드 vs 아인슈타인, 드 시터, 프리드만
공간 내 팽창 vs 시공간 자체의 팽창
우주온도 x vs 우주온도 3K
1965년 우주배경복사의 발견으로 끝
– 현재 우주의 온도가 5K 정도이므로 빅뱅이후 팽창을 계속한다면 이를 필름을 거꾸로 돌리듯 뒤로 돌리면 되는 것이지
– 중력에 의해 강하게 묶여 있다고
– 대폭발 이후 30만년이 지난 시점이 빛, 물질 분리시기인데 이 때 단파장 고에너지의 빛이 장파장 저에너지 빛으로 된당게
우주와 생명
외계 생명체에는 외계 유기물, 외계 미생물, 외계 지성(ETI)가 있다
유기분자를 찾고, 태양계 내의 화성, 목성의 위성을 탐사하고, 외계 행성계, 외계 지성을 찾는 노력이 그 일환이다.
먼저 유기분자를 찾는 것??
밀리미터 파 전파를 관측함으로써 풍부한 유기분자가 존재한다는 것을 알수 있었다.
앨런힐스84001
남극에서 발견된 운석, PAHs , 화성에는 원시생명체가 존재했었다. – 30억년전 지구의 microfossil과 닮은 모양, 철화합물 존재- 박테리아의 영향
범종설??
미생물 균이 행성 사이를 포자 상태로 서로 이동함으로써 생명체가 퍼져나갔다는 이론이다.
– 지구의 생명체가 우주 밖의 살아있는 정자나 포자로부터 기원한 것.
오스마계획(1960) 파이어니어 10,11호(1972,3) , 아래시보 메시지(1974) 보이저 (1977)
피닉스 프로젝트(구상성단M13)
혜성이나 소행성의 충돌과 인간의 멸종 가능성
– 충돌로 인한 충격보다도 충격후에 일어나는 일련의 과정이 멸종의 직접적인 원인이 될 수 있다. 즉 충돌로 인한 화재와 그로 인해 막대한 양의 먼지가 발생해 지구 대기권을 뒤덮을 경우 햇빛이 차단되어 다수의 식물이 죽을 것이고 먹이사슬이 깨어져 인간 역시 멸종 위기에 놓이게 될 것이다.
이오와 유로파 – 물과 물이 액체상태일 수 있는 따뜻한 기온이 생명체 존재의 필수 조건이라고 할때 목성의 위성인 이오와 유로파에 생명체가 존재할 가능성이 있다. 그러나 에너지원이 아직 확실치 않아서 직접 탐사를 해봐야 할 것이다.
코페르니쿠스에 대해
– 코페르니쿠스의 천구의 회전에 대하여 는 갈릴레오의 증명, 케플러의 타원궤도, 뉴튼의 만류인력의 법칙을 거쳐 증명되었다.
이건 외행성의 역행운동을 설명할 수 있고, 최대 이각도 설명할수 있으며, 행성들의 배열 순서도 맞춰냈다. 당시의 분위기 속에서 이것을 해낸 것이 굉장한거
자전할 경우 생겨나는 시차를 설명하지 않고 아리스토텔레스의 설명을 깨트리기만 했다. 또 단지 지구와 태양의 위치만 바꾸었지 주전원의 개념은 그대로 두었다.
드레이크 방정식
우리 은하 안에 존재하는 우리와 교신할 가능성이 있는 현재 우리은하 내의 발달된 문명의 수를 계산하는 방정식
수치적으로 존재가능성을 추정해보는데 가능성이 있다..
우리 은하로 국한 시킨 이유는?
가장 가까운 별만 하더라도 빛의 속도로 4년 이상이 걸리는데 외부은하에 있을 경우 통신이 사실상 불가능
N 우리은하안에 존재하는 교신가능한 지적문명체의 수
천문학적 계수 R 별의 생성률, 우리은하안의 별의 개수 / 별의 평균 수명
Fp 별들이 행성을 갖고 있을 확률, Ne 생명체가 살수 있는 환경을 가진 행성의 수
생물학적 계수 Fl 조건을 갖춘 행성에서 실제로 생명체가 태어날 확률
Fi ; 지적 문명체로 진화할 확률
사회학적 계수 ; Fc – 지적문명체가 통신기술을 가지고 있을 확률
L ; 통신기술을 갖고 있는 지적문명체가 존속할 수 있는 기간
L/t 별이 존재하는 시간 중 실제 통신할 뜻과 능력을 갖추고 있는 기간
최근의 과학적 발견들이 드레이크방정식의 각 계수를 결정하는데 어떤 영향을 미칠 수 있는지 생각해 봅시다.
– 실제로 외계지성체의 존재를 과학적으로 확인했을때 일어날 수 있는 반향에 대해서 철학적, 종교적, 사회문화적 입장에서 각각 생각해 봅시다
——————–
은하의 형성과 진화!! – 의외로 어려울 수도 있어
– 사이버 강의 참조 요약
우주는 기본적으로 물질과 빛, 두 가지 성분으로 이루어진다. 따라서 우주의 모습을 밝히기 위해서는 물질과 빛의 공간적 분포를 알아내면 된다. 천문학자들은 바로 이를 이용해 우주의 참모습을 알려고 노력한다.
물질을 이용해 우주의 거대 구조를 알아내려면 어떻게 해야 할까? 태양, 달, 행성 등의 분포를 이용해? 아니면 별들의 공간적 분포를 이용해? 모두 아니다. 태양계나 별만 봐서는 우주의 거대 구조를 알 수 없다. 답은 은하이다.
은하란 수천억개의 별들이 모여서 이루어진 거대한 항성계이며, 우리는 우리은하를 포함하는 하나의 나선 은하에 속해 있다. 우주를 거대한 벽돌 건물에 비유한다면, 은하는 바로 건물을 이루고 있는 벽돌에 해당한다. 따라서 은하의 공간적 분포를 조사하면 우주의 거대 구조를 알아낼 수 있다.
멀리 있는 은하의 거리는 적색이동을 측정해 구한다. 적색이동은 멀어지는 천체에서 나오는 빛을 관측할 때 파장이 긴 쪽으로 이동되는(원래보다 붉게 보이는) 현상이다. 이 때 이동되는 양은 멀어지는 속도에 비례하므로, 분광 관측을 이용해 적색이동량을 측정하면 천체가 멀어지는 속도를 측정할 수 있다. 적색이동량은 보통 z로 표시하며 정지 파장에 대한 관측 파장의 변화율을 나타낸다.
은하들이 서로 점점 멀어지는 것은 우주가 팽창하기 때문이므로, 은하의 후퇴 속도와 허블법칙을 이용하면 그 은하들의 거리를 알 수 있다. 은하의 거리와 속도를 각각 d와 v라 하고, 허블상수를 H라 하면, 허블법칙은 d(거리) = v/H로 나타낼 수 있다. 현재 알려진 허블 상수의 값은 H=(65km/초)/메가파섹이다(1메가파섹=3백26만 광년). 따라서 은하를 이용해 우주의 3차원 구조를 밝히는 연구의 핵심은, 은하를 찾아내고, 그 은하들의 적색이동을 측정하는 일이다.
우주의 구조를 생각해보면 우주에서 모든 만물은 고루 분포할 것이라고 추측할 것이다. 즉 어디에서나 밀도가 같고(균일성) 어느 방향으로 보아도 같게(등방성) 보일 것이라고
결론적으로 말하면, 작은 규모에서는 우주가 매우 불균일하고 비등방적이지만, 큰 규모에서 보면 우주는 균일하고 등방적이라고 할 수 있다.
은하를 이루고 있는 구성원에는 수천억개의 별 외에도 가스와 먼지 같은 성간물질, 그리고 아직 정체가 확실하게 밝혀지지 않고 있는 암흑물질
이 있다.
한편 천문학자들은 은하를 ‘우주의 생태계’라고 부르기도 한다. 별들이 성간물질로부터 태어나고 진화하고 죽는 보금자리가 바로 은하이기
때문이다.
체계적으로 분류한 사람은 허블이었다. 허블의 분류법은 기본적으로 은하를 겉보기 모양과 크기, 그리고 특성에 따라서 분류하는 방법이다. 생
물학적 분류법이 생물의 생김새와 구조, 기능 등을 먼저 조사하고 진화라는 틀 속에서 종을 분류하듯이, 은하의 분류도 형태학적인 분류에서
시작됐다
거대타원은하, 보통은하와 활동성은하, 왜소은하, 그리고 특이은하로 나누어서 설명하기로 한다.
1.거대타원은하
거대타원은하는 주로 은하단의 중심에서 발견되는데, 흔히 cD 은하라고 불린다. 은하단 내에서 뿐만 아니라 우주에서도 가장 밝고 큰 은하에
속한다. 은하단 중심에 몰려 있던 은하들이 서로 충돌하고 합쳐지는 과정을 통해서 생겨났다고 여겨지고 있다. 중심에 은하들의 합병 과정에서
생긴 것으로 생각되는 두 개의 핵을 갖고 있는 cD 은하도 자주 볼 수 있다
타원은하
타원은하
타원은하는 생김새가 타원형이어서 ‘타원은하’라는 이름을 얻게 됐다. 전통적으로 타원은하는 겉보기 찌그러진 정도에 따라서 E0, E1, …,
E7으로 세분된다. E0는 원형의 은하를, E7은 가장 찌그러진 타원은하를 나타낸다. 최근에는 타원은하의 밝기와 물리적 특성이 연관돼 있다는데
착안한 수정된 세분법이 제안되기도 했다. 나선팔이 전혀 보이지 않는 이 은하에서는 가스나 먼지 같은 성간 물질의 양이 아주 적고, 젊고 뜨
거운 별들도 잘 발견되지 않는다. 최근 허블우주망원경 등의 관측에 따르면 타원은하의 중심부에서 약간의 가스나 먼지 성분이 발견되기도 한
다. 타원은하는 주로 회전보다는 복잡한 무질서 운동을 하는 나이가 많은 별들로 이루어져 있다. 평균적으로 나선은하보다 더 큰 질량을 갖고
있다
나선은하
나선은하
나선은하는 납작한 원반에 가스와 먼지, 그리고 별로 이루어진 나선팔을 갖고 있는 것이 가장 큰 특징이다. 중심부에는 타원형의 중앙팽대부(
bulge)를 갖고 있다. 이외에도 넓은 영역에 걸쳐서 이들을 둥글게 둘러싸고 있는 헤일로(halo)가 존재한다. 나선팔을 따라서 새로운 별의 탄생
이 진행 중인데, 비교적 젊고 뜨거운 별들이 이곳에서 발견된다. 나이가 많은 별들은 중앙팽대부와 헤일로에 주로 위치하고 있다.
나선은하는 중앙팽대부의 상대적 크기, 나선팔의 감긴 정도, 별 탄생 영역의 크기 등에 따라서 다시 Sa, Sb, Sc, Sd 등으로 세분해서 분류된다
. 아주 큰 중앙팽대부와 꽉 감긴 나선팔을 갖는 나선은하를 조기형, 중앙팽대부가 거의 없고 느슨하게 열린 나선팔을 갖고 있는 것을 만기형이
라고 부른다. 조기형인 Sa 나선은하에서 만기형인 Sd 나선은하로 갈수록 중앙팽대부의 중요도가 떨어지고, 나선팔의 감긴 정도가 느슨해지며,
성간물질과 젊은 별들이 더 많이 발견되는 경향이 있다.
빠르게 회전하고 있는 나선은하는 중심부에 막대 모양의 성분이 있는지에 따라서 또 보통나선은하와 막대나선은하로 나뉘어진다. 막대나선은하
는 중심부에 막대 모양의 성분이 존재하고, 막대의 끝에서 나선팔이 뻗어나가는 형태를 보이는 것이 특징이다. 막대 성분의 생성은 은하가 형
성될 때의 안정성 문제와 관련되는 것으로 알려져 있다. 막대를 나타내는 영문자 ‘B’를 추가해서 SBa, SBb, SBc 등으로 표시한다. 우리는 ‘
우리은하’라고 불리는 막대나선은하의 중심으로부터 약 3만 광년 떨어진 거리에 위치하고 있다. 이밖에도 나선은하와 거의 같은 형태와 특성
을 갖고 있지만, 은하의 표면밝기가 무척 어두워서 잘 발견되지 않는 은하들도 존재한다.
● 렌즈형은하
렌즈형은하는 타원은하와 나선은하의 중간쯤에 위치하는 형태를 보이는데 S0로 표시한다. 원반은 존재하지만 나선팔은 보이지 않는다. 또한 가
스와 먼지 같은 성간물질이나 젊은 별들은 적은 양만 관측되고 있다. 막대 성분이 존재하는 경우 막대렌즈형은하로 따로 분류하기도 한다. 막
대렌즈형은하는 SB0로 표시한다.
이렇게 다양한 은하들은 어떤 과정을 거쳐서 생겨났을까? 왜 어떤 은하는 타원은하가 됐고 어떤 은하는 나선은하가 됐을까?
은하들의 충돌장면
은하의 형성 과정에 관해서는 크게 두가지 이론을 들 수 있다. 첫째는 우주 초기에 거대한 가스구름의 중력수축 과정을 통해서 은하가 형성됐다는 이론이다. 이 이론에서는 가스구름의 회전속도 차이에 따라 타원은하와 나선은하가 다르게 형성된다고 본다. 먼저 가스구름이 천천히 회전하면서 은하가 형성되는 경우, 원심력이 적은 반면 자체 물질의 중력수축에너지가 커서 물질은 빠르게 수축하면서 짧은 시간 동안에 별을 탄생시켰고, 이 과정에서 가스와 먼지 같은 성간 물질이 별을 만드는데 거의 소모되면서 타원은하가 형성됐다는 설명이다.
반면 가스구름이 빠르게 회전하는 경우 원심력으로 인해 중력수축 과정이 천천히 일어나서 여러 세대의 별들이 천천히 생겨나고, 성간물질과 별이 모두 풍부하게 존재하는 나선은하가 탄생하게 됐다는 설명이 있다. 이 설명들은 타원은하와 나선은하가 모두 거대한 가스구름이 중력수축하는 과정에서 생긴 것으로 보는 공통점이 있다.
한편 이와 달리 최근에는 여러 개의 작은 가스구름들로부터 작은 규모의 은하들이 먼저 형성되고 난 후, 이들이 서로 충돌하고 합쳐지면서 좀 더 큰 은하를 형성한다는 이론이 설득력을 얻고 있다. 이 이론에 따르면, 타원은하는 먼저 형성된 나선은하끼리 충돌하고 합쳐지면서 생겨난다는 것이다. 자주 관측되고 있는 충돌하는 은하의 모습이나, 허블우주망원경으로 본 먼 과거의 은하의 모습에서 충돌하거나 합쳐지고 있는 과정이 더 많이 관측된다는 사실은 이 이론을 지지하는 결과라고 할 수 있다. 우리은하와 안드로메다은하는 현재 서로 가까워지고 있는데, 언젠가는 충돌하고 합쳐져서 하나의 타원은하가 될 것으로 예측되고 있다.
이러한 새로운 관측 추세는 많은 은하를 한꺼번에 신속히 분류할 수 있는 자동화되고 객관적이며 정량적인 은하의 형태학적 분류 방법을 요구하게 됐다. 현재 개발되고 있는 방법은 인공신경망을 이용해 마치 사람이 판단해서 은하를 분류하듯이 컴퓨터가 은하를 분류하도록 훈련시켜서 실제 분류에 응용하는 것이다. 같은 자료를 주고 전문가와 컴퓨터 프로그램이 각각 은하를 분류한 결과 프로그램과 전문가 사이에 정확도 차이가 거의 없는 것으로 나타났다
대폭발우주론에 의하면 우주 공간에서 생길 수 있는 원소는 수소와 헬륨뿐이다. 한편, 지구의 대기나 우리 몸을 이루고 있는 산소, 질소, 탄소 같은 중원소는 별의 탄생과 죽음이 반복되는 과정을 통해서만 생성된다. 그러면, 별의 일생에 대해서 알아보기로 하자. 별도 사람처럼 탄생과 성장 과정을 거쳐서 죽음을 맞는 나름대로의 일생을 갖고 있다. 우주에서 제일 먼저 탄생한 제1세대 별들은 아마 수소와 헬륨만으로 이루어져 있었을 것이다. 이런 별들은 자신의 내부에 있는 수소를 태우면서 점차로 다른 중원소들을 만들어 냈다. 이런 핵융합 반응을 통해서 별은 빛을 내게 되는데, 별이 곧 하나의 커다란 핵융합 발전소 또는 수소 폭탄이 되는 셈이다. 실제로도 별의 내부 구조는 수소 폭탄의 구조와 아주 비슷하다. 따라서, 미국의 로스알라모스 국립연구소에서 수소 폭탄을 제조하는 최고 위치에 있는 열두 사람이 모두 천체물리학자인 것이 하나도 이상할 것이 없다. 시간이 지나면 별 중심부의 수소가 핵융합 반응의 결과로 모두 헬륨으로 변하게 된다. 별이 더욱 진화해 가면서 탄소, 질소, 산소 같은 중원소들이 생겨났다. 별이 더 이상 태울 자원이 없어지면, 별의 일생도 끝나게 된다. 태어날 때 질량이 아주 무거웠던 별들은 수소를 빨리 태워버려서 1억년 정도의 아주 짧은 (?) 일생을 살고 죽어간다. 한편 태양보다 질량이 가벼운 별들은 거의 우주의 나이와 비슷한 세월 동안 서서히 수소를 태우면서 긴 일생을 즐긴다. 질량이 큰 별들은 초신성이 되어서 장렬한 폭발로 일생을 마치게 된다. 아주 질량이 무거운 별들은 초신성 폭발 후에 검은구멍이 되기도 한다. 이러한 폭발의 과정에서 별들은 일생 동안 자신이 만들어 놓은 중원소를 자신이 태어난 우주 공간으로 돌려보낸다. 철 따위의 무거운 원소가 이 때 생겨난다. 질량이 작은 별들은 중원소를 우주 공간으로 흩날려 보내고 백색왜성이 된다. 별들이 일생을 마치면서 우주 공간으로 돌려보낸 중원소로 인해서 우주 공간에는 수소와 헬륨뿐 아니라 중원소가 존재하는 영역이 생겨났다. 제2세대, 제3세대 별들이 탄생과 죽음의 윤회를 거듭하면서 중원소는 더욱 더 풍부해졌다. 시간이 흐르면 흐를수록 중원소의 함량은 점차 증가할 수밖에 없을 것이다. 약 50억년 전에 태어난 우리의 태양은 아마 이렇게 풍부한 중원소를 가진 가스구름이 중력수축 과정을 거치면서 태어난 별일 것이다. 태양 주위를 도는 지구를 비롯한 태양계 내 행성에도 중원소가 풍부했으리라는 것을 쉽게 짐작할 수 있다. 이렇게 풍부한 중원소를 함유하고 있는 지구에서 생명체가 탄생했는데, 그 생명체의 하나인 인간의 몸을 이루고 있는 기본적인 원소가 바로 탄소, 질소, 산소인 것이다.
지금까지 우리는 우주의 기원과 진화, 그리고 별의 일생을 살펴보는 긴 여행을 해왔다. 이제, 인간과 우주의 관계를 살펴볼 차례다. 약 150억년에 이르는 우주의 역사 속에서 지구와 인간이 탄생해서 존재하고 있는 시간과 공간을 생각해 보면 정말 보잘것없고 왜소한 존재인 것처럼 보인다. 하지만 또 한편으로 생각해보면, 지구와 인간이 출현하기 위해서 몇 세대에 걸친 별들의 탄생과 죽음이라는 거대한 사건이 반복되었고, 그 잔여물인 중원소의 우주공간으로의 회귀를 거쳐야만 했던 것을 알 수 있다. 인간 출현을 위해 별의 생성, 진화, 죽음이 선행되어야 했던 것이다. 이런 의미에서, 천문학자들은 인간의 근원을 뜨거운 별의 내부에서 찾곤 한다. 인간의 고향은 결국 뜨거운 별의 내부인 셈이다. 더 나아가서는 이런 별을 만든 우주 공간의 가스구름이나 먼지가 우리 몸의 기원이 될 것이다. 만약, 지금의 우주가 너무 젊었다면 별의 반복된 죽음이 없어서 중원소가 많지 않았을 테고, 중원소로 이루어진 지구도 사람도 탄생하지 못했을 것이다. 또, 너무 늙은 우주라면 모든 별들이 죽어버려서 행성에 생명체가 살 수 없는 지경에 이르렀을 것이고, 인간도 존재할 수 없었을 것이다. 여기에 거대한 우주에서 한없이 작아만 보이고 보잘것없어 보이는 사람의 고귀함이 숨겨져 있는 것이다. 인간은 장구한 우주의 역사를 한 몸에 지닌 존재라고 할 수 있을 것이다. 논리를 좀 더 펼치면 우주에 존재하는 모든 것은 고귀하다고 할 수 있겠다.
별의 밝기를 표시하는 것 가운데 겉보기 밝기가 있다.어떻게 밝기를 정했을까? 나
(가) 태양을 기준으로 밝기를 정한다
(나) 육안으로 볼 때의 밝기를 기준으로 한다
(다) 달을 기준으로 밝기를 정한다
밤하늘의 별을 보면 색깔이 다르게 보인다. 왜 다르게 보일까? 가
(가) 별의 온도가 다르기 때문이다
(나) 같은 색깔인데 지구의 공기 때문에 다르게 보인다
(다) 태양의 빛이 워낙 세기 때문이다
은하의 형태와 성질에 대한 설명 중 맞지 않는 것은? 다
(가) 타원은하, 나선은하, 그리고 불규칙은하로 갈수록 붉은색으로부터 아주 푸른색으로 바뀐다
(나) 타원은하, 나선은하, 그리고 불규칙은하로 갈수록 원반의 중심구체에 대한 상대적 중요도가 증가한다
(다) 뜨겁고 젊은 별들은 타원은하에만 존재한다
(라) 나선은하와 불규칙은하에는 젊은별, 가스, 그리고 먼지가 많다
(마) 타원은하, 나선은하, 그리고 불규칙은하로 갈수록 현재 새로운 별의 탄생률이 높아진다
어떤 나선은하의 회전속도가 은하 외곽에서도 계속해서 증가하는 것으로 관측되었다면, 이 관측 사실로부터 이 은하내의 질량분포에 대해서 어떤 추측을 할 수 있겠는가? 나
(가) 별들은 케플러 궤도를 따라 회전한다
(나) 은하 외곽에 많은 질량이 분포한다
(다) 은하의 거의 대부분의 질량은 안쪽에 집중되어 있다
(라) 은하 외곽에는 질량이 거의 분포하지 않는다
허블상수의 단위는 단위 거리당 속도 (km/sec/Mpc)이다. 정확한 값은 아직 잘 모르고 있다. 만약 허블 상수가 증가한다면 우주의 나이 측정값은 어떻게 변할까? 나
(가) 변하지 않는다
(나) 더 젊게 계산된다
(다) 더 나이 든 것으로 측정된다
과학자들이 SETI를 선호하는 이유는?
()승-613 약한 자의 슬픔 says:
우주 공간에서 ‘거리=시간’ 이라는 등식이 어떻게 성립하는지 간단히 설명하시오.
()승-613 약한 자의 슬픔 says:
우주의 밖은 있는가 없는가?
()승-613 약한 자의 슬픔 says:
행성 역행 현상의 천문학(사)적 의의는 무엇인가?
()승-613 약한 자의 슬픔 says:
별의 일생과 죽음의 단게를 결정짓는 가장 중요한 요인은?
()승-613 약한 자의 슬픔 says:
우리 은하의 질량이 태양 질량의 천억배라는 자료도 있고 이천억배라는 자료도 있는데 무엇이 옳은가?
()승-613 약한 자의 슬픔 says:
이번 학기말 고사에는 토마스 쿤의 과학 혁명 구조에 관한 문제가 과연 출제될까?
별의 일생
별의 최후
별의 질량
질량이 아주 작은 별
–> 갈색 난장이 별
질량이 작은 별 –> 백색왜성+행성상 성운
질량이 큰 별 –> 초신성
–> 중성자 별, 검은구멍
근데 이 우주의 이해는 족보에서 거의 돌아가며 주관식 문제가 나오거든요
이번 셤두 족보에서 주관식 문제는 거의 다 나왔기 때문에 족보를 올리고
족보에서 나오지 않은 문제만 따로 적을께요.
==================================================================================
2000년 2학기 중간 시험
1. 올버스의 역설의 가정 세가지와 현대 우주론에의해 수정된 가정 세가지를 쓰세요
2. 우주의 나이는 유한하다는 가정을 바탕으로 밤하늘은 왜 어두운지 쓰세요.
———————————————————————————
여기서부터는 족보입니다.^^
우주의 이해 (1999년 2학기) 학기말시험 문제
1. 하와이에 있는 Keck 망원경은 반사경의 크기가 10m이고, 우주공간에 떠 있는 허블우주망원경은 반사경의 크기가 2.4m입니다.
(1) Keck 망원경이 허블우주망원경 보다 우수한 점 한가지를 쓰고 간단히 설명하시오. (10점)
(2) 허블우주망원경이 Keck 망원경에 비해서 갖는 장점 두가지를 쓰고 간단히 설명하시오. (10점)
2. 외계지성체와 드레이크방정식에 관한 문제입니다.
(1) 드레이크방정식을 계산해서 얻은 결과값이 100만이라고 하면, 이값이 무엇을 나타내는지를 설명하시오. (5점)
(2) 최근의 세계 초강대국 간 긴장 완화가 드레이크방정식의 어떤 계수에 어떻게 영향을 미치겠는지, 또 드레이크방정식의 최종 결과값에는 어떤 영향을 미치겠는지 간략하게 설명하시오. (5점)
(3) 천문학자들이 외계지성체와 접촉하려고 할 때 가장 기대를 걸고 있는 방법은 무엇인지 간단히 설명하고, 천문학자들이 이 방법을 선호하는 근거를 한가지 쓰시오. (10점)
3. 현대표준우주론인 대폭발우주론을 바탕으로 다음 물음에 간단히 답하시오.
(1) 우주 공간에서 ‘거리=시간’ 이라는 등식이 어떻게 성립하는지 간단히 설명하시오. (15점)
(2) 현재 우리가 살고 있는 우주의 크기는 ( 유한, 무한 ) 하고, 우주의 밖은 ( 있다, 없다 ) (15점)
설명:
(3) 우주의 중심은 ( 있다, 없다 ). 그리고, 우주의 나이는 ( 유한, 무한 ) 하다. (15점)
설명:
(4) 관측 가능한 우주(가시적 우주)의 끝은 ( 있다, 없다 ) (15점)
설명:
——————————————————————————–
우주의 이해 (1998년 2학기) 학기말시험 문제
문제에서 요구하는 답을 정확하고 구체적으로 써야 점수를 드립니다.
1. 최근의 세계 초강대국 간의 긴장 완화가 드레이크방정식의 결과에 미칠 영향에 대해서 간략하게 써라. (10점)
2. 금성에서는 짙은 대기층 때문에 가시광선 영역에서의 별빛을 전혀 볼 수 없다. 만약 우리가 지구 대신 금성에 살고 있다고 한다면 별의 존재를 어떻게 알아낼 수 있을까? (10점)
3. 우주는 팽창하고 있고 (허블의 법칙) 빛의 속도는 유한하다는 사실을 바탕으로 (두가지 사실을 모두 이용해서) 유추할 수 있는 우주에 관한 사실 한가지만 들고 설명하라. (10점)
4. 과학자들의 표준우주론에 관한 믿음이 표에서 나타난 것같은 급격한 변화를 겪게 되는 과정을 토마스 쿤의 ‘과학혁명의 구조’ 이론을 바탕으로 써라. (10점)
1959년 1980년
O (%) X (%) O (%) X (%)
대폭발우주론 33 36 69 7
정상상태우주론 24 55 2 91
——————————————————————————–
우주의 탐구 (1997년 2학기 ) 학기말시험 문제
1. 우주가 팽창한다는 관측 사실(허블의 법칙)로부터 유추할 수 있는 우주에 관한 사실 세가지만 들고 설명하라. (6점)
2. 우주배경복사에 대해서 설명하라. (6점)
3. 현대표준우주론이 정상우주론에서 대폭발우주론으로 바뀌는 과정을 토마스 쿤의 ‘과학혁명의 구조’ 이론을 바탕으로 기술하라. (6점)
4. 우리은하의 형성 과정과 미래에 대해서 설명하라. (6점)
5. 다음 물음에 한줄 이내로 간단히 답하라. (6점)
(a) 천문학자들은 외계지성과 접촉하려고 한다. 이들이 가장 기대를 걸고 있는 방법은?
(b) 천문학적 관점에서 볼 때 우리 몸의 기원은?
(c) 우주의 운명을 결정하는 물리량은?
——————————————————————————–
우주의 탐구 (1997년 2학기 ) 중간시험 문제
1. 행성 (특히 화성) 역행 현상의 천문학(사)적 의의는 무엇인가? (10점)
2. 올버스의 역설이란 무엇이며, 이 역설에 대한 현대 우주론적 해답은 무엇인가? (8점)
3. 아인슈타인의 상대성 이론의 시각으로 검은구멍을 설명하라. (6점)
4.
(a) 허블우주망원경을 대기권 밖에 설치한 이유를 두가지만 써라. (3점)
(b) 천체망원경을 과거로 가는 타임머신이라고 하는 이유는? (3점)
——————————————————————————–
우주의 탐구 (1996년 2학기 ) 학기말시험 문제
1. 토마스 쿤(Thomas Kuhn)이 주창한 과학혁명의 구조 이론, 즉 표준과학(정상과학; Normal Science)의 형성 과정을 쓰시오. (6점)
2. 허블상수란 무엇인가(물리적 의미)? 만약 허블 상수가 현재값보다 2배 증가한다면 우주의 나이(허블시간)의 측정값은 어떻게 변할까? (6점)
3. 일반적인 은하형태학적 분류법(허블분류법)에 따라서 은하를 세가지로 분류하고, 이들의 일반적인 성질을 평균색, 원반부와 중심구체의 상대적 중요도, 그리고 현재 새로운 별의 생성률의 비교를 통해서 설명하라. (6점)
4. 다음 물음에 대해서 간단히 답하시오. (각 문제 3점씩)
(1) 우리은하는 은하형태분류학적으로 어떻게 분류되는가?
(2) 천문학자들은 외계지성과 접촉하려고한다. 이들 과학자들이 가장 기대를 걸고 있는 방법은?
(3) 별의 일생과 죽음의 단계를 결정짓는 가장 중요한 요인은?
(4) 우주의 미래(열린 우주, 평탄한 우주, 닫힌 우주)는 어떤 양에 따라 결정되는가?
——————————————————————————–
우주의 탐구 (1996년 2학기 ) 중간시험 문제
1. 밤하늘은 왜 어두운가? 현대우주론적 대답 두가지를 들고 설명하라. (6점)
2. 도플러효과에 의한 적색이동과 우주론적 적색이동의 차이점은? (6점)
3. 고전적 시각으로 검은구멍(Black Hole)을 보면, 무거운 검은구멍이 갖는 강한 중력의 영향으로 주위의 물체가 검은구멍 속으로 빨려 들어가는 것처럼 보인다. 아인슈타인의 상대성이론에 의하면 이런 현상을 어떻게 설명할 수 있는가? (6점)
4. ‘우주의 팽창’을 제외한 대폭발우주론의 관측적 증거 세가지를 쓰고 간략하게 설명하라. (12점)
문)지구에 살고있는 생명체의 진화과정에 대해서 간단히 정리해봅시다.
시대
진화론(생명체의 진화과정)
35억년전
실제발견
선
캄
브
리
아
기
생명의 기원
30억
혐기성박테리아
25억
혐기성광합성박테리아
20억
느릅나무와 소나무의 발견(화분, 그랜드캐년)
산소의 발생
15억
무척추동물 발견 Sierra Ancha
조류(algae)
10억
고
생
대
다세포식물과 동물
5.7억
몇 개의 샌달발자국(유타), 기계로 자른 쇠테(스코틀랜드)
5억
가공한 굽이 있는 신발자국, 가죽에 있는 꽃무늬(영국)
척추동물과 육상식물
4억
글자의 자국
발자국 흔적
양서류
석탄에 있는 인류의 발자국(세계도처)
파충류
3억
현대인의 발자국(캔터키), 금고리(일리노이), 주철주전자
2.25억
섬세하게 꼬매고 현대굽을 가진 신발자국(네바다)
중
생
대
포유류
2억
글자가 있는 석판(오하이오)
1.75억
현대인의 거대한 골격(네바다)
1.5억
현대인의 발자국(캘리포니아)
현대인의 뼈, 구리화살촉(콜로라도)
조류
1.25억
인류와 공룡의 발자국(텍사스)
1억
현대인의 골격(유타), 공룡과 인류의 발자국(오클라호마)
유인원
7500만년
주물벽돌(오스트리아), 대리석에 새긴 글씨(펜실바니아)
신
생
대
많은 포유류의 발달
6000만년
못(영국)
5000만년
석탄에서 발견된 현대인의 두개골(독일)
3000만년
현대인의 어금니(몬타나), 보도타일(콜로라도)
2500만년
현대인 아이의 턱뼈(이태리)
1500만년
고랑이 있는 발바닥을 가진 발자국(중국)
1000만년
현대인의 두개골과 연장(캘리포니아)
오스트랄로피테쿠스
500만년
현대인의 발자국(오클라호마)
180만년
거인인 현대인의 샌달발자국(캘리포니아)
불의 사용
50만년
동고리가 달린 원통형의 질그릇, 스프링, 못, 워셔(캘리포니아)
인간의 조각품(아칸서스), 타일마루(오클라호마), 인간의 샌달
발자국(니카라과)
네안데르탈인
10만년
기계와 부식으로 만든 동전, 반지(일리노이)
못(페루), 화병(메사츄세스)
현대인
4만년
1번: 우주속인간은 한없이 미미한 존재인 동시에 한없이 고귀한 존재라고 할 수 있습니다. 천문학적관점에서 설명해봅시다
3번: 인본원리에 대해정리해보고 이 관점이 갖는 문제점에 대해서 비판하기
(1번은 굳이 어케 할수 없을 것 같은데..아래 자료 읽어보면 될꺼같아)
현대천문학과 인본원리
광활하고 거대한 우주! 그 안에서 우리 인간이 차지하는 위치와 의미는 과연 무엇일까? 이 문제는 과학사의 오래된 논쟁거리 중 하나이며 천문학자들이 우주를 연구하는 궁극적 목적이라고 할 수 있다. 코페르니쿠스와 갈릴레오의 지동설 발견 이후 최근까지 우주에서 점하는 인간의 위치는 특별한 것이 아니라는 사조가 팽배해 왔다. 그러나 20세기 후반에 접어들면서 천문학자들과 천체물리학자들은 좀더 총체적인 면에서 우주를 이해하게 되었고, 지구상에 인간이 출현하기 위해 필요한 우주의 조건에 대한 심도 있는 연구를 통하여 한 차원 높은 수준에서 이 문제를 재검토하고 있다.
원소의 기원: 우리는 어디로부터 왔는가?
현대과학이 밝혀 낸 것과 같이 우리의 육체는 세포로 되어 있고, 세포는 DNA, DNA는 분자, 그리고 분자는 다시 그보다 더 작은 원자로 이루어져 있다. 우리의 몸을 이루는 여러 원소 중에서 가장 중요한 것은 탄소 원자이다. 세포를 이루는 분자들은 탄소화합물로 구성되어 있기 때문이다. 그렇다면 이 탄소원자는 과연 어디에서 온 것일까? 우리 몸을 이루는 탄소원자의 기원을 밝힐 수 있다면, 우리는 우리의 육체가 어디로부터 온 것인지 이해할 수 있을 것이다.
우리 인간은 음식물을 섭취함으로써 육체가 성장하고 유지된다. 어머니의 몸 속에서 태어날 때까지는 어머니를 통해 섭취한 음식물에서 필요한 원소를 제공받게 된다. 음식물의 원료가 되는 채소와 곡식은 태양 빛의 도움으로 땅과 공기로부터 원소를 제공받는다. 그렇다면 우리 몸을 이루고 있는 원소의 기원은 땅과 공기, 바로 지구일 것이다. 그러나 천문학자들은 여기서 그치지 않고 더 근원적인 질문을 던진다. 우리 지구에 존재하는 탄소원자를 비롯한 많은 원소들은 모두 어디서 온 것일까?
지구에 이렇게 많은 원소들이 존재하고 있다는 사실은 태양과 지구를 비롯한 태양계가 형성될 당시의 구성물질은 이미 이러한 원소들을 포함하고 있었다는 것을 말해 준다. 문제는 바로 여기에 있다. 여러 관측적 증거들로 인하여 믿을 수밖에 없는 빅뱅우주론에 의하면 빅뱅(우주 대폭발) 직후 뜨거웠던 우주에서 생성될 수 있는 원소는 가장 기본적인 원소인 수소와 헬륨밖에 없다. 그렇다면, 현재 우리 몸 속에 있는 탄소원자와 같은 원소들은 그 이후에 생성된 것이다. 과연 탄소원자와 같은 무거운 원소를 만들 수 있는 곳은 어디일까? 20세기 후반에 들어와서 천문학자들과 천체물리학자들은 비로소 우리 몸을 이루는 원소들이 별 속에서 만들어졌다는 놀라운 사실을 깨닫게 되었다.
태양을 포함한 별은 중심에서 수소폭탄이 연속적으로 터지는 것과 같은 수소 핵융합반응에 의해 에너지를 공급하고 있다. 수소 핵융합반응의 결과, 별의 중심에서는 결국 모든 수소가 헬륨으로 전환되게 된다. 그리고 이에 따른 별의 내부구조 변화는 별의 중심온도를 이전보다 더욱 높이게 되고, 결국 헬륨원자핵 세 개가 하나의 탄소원자핵으로 융합하게 된다. 바로 이렇게 해서 탄소원자가 생성되고 그것은 또 먼 훗날 우리 모두의 몸을 이루는 탄소원자가 되는 것이다. 이후에도 비슷한 원리에 의해 더 무거운 원소들이 순차적으로 별의 내부에서 생성된다. 결국 빅뱅 직후 생성된 수소와 헬륨을 제외하고 지구에서 발견되는 모든 원소는 뜨거운 별의 내부에서 만들어진 것이다.
빅뱅 직후 물질의 미세한 요동에 의해 은하가 형성되고, 그 속에서 태어나게 되는 제1세대 별들은 핵융합반응을 통해 탄소와 같은 중원소들을 만들고 자신은 초신성으로 폭발하여 사라진다. 1세대 별 속에서 만들어진 원소들은 초신성의 폭발과 함께 성운이라고 불리는 거대한 가스구름으로 흩어지게 되고, 여기서 제2세대의 별들이 다시 탄생하게 된다. 2세대의 별들도 핵융합반응에 의해 더 많은 원소들을 만들고 초신성으로 일생을 마친다. 이와 같은 사이클이 여러 번 반복되면 별이 태어나는 성운에는 탄소, 질소, 산소와 같은 중원소들이 점차 증가하게 된다. 그리고 이렇게 중원소를 많이 포함하고 있는 성운에서 비로소 태양과 지구를 포함하는 태양계가 형성된다. 지구와 태양의 나이는 약 45억 년, 그리고 우주의 나이는 약 120억 년이란 점을 고려하면, 우리 우주는 생성된 후 약 80억 년이라는 긴 세월 동안 별 속에서 중원소들을 만들며 지구와 인간의 탄생을 소리 없이 준비해 온 것이다. 오늘날 우리 몸을 이루는 대부분의 원소들은 모두 지구가 생기기도 이전인 머나먼 과거에 어느 뜨거운 별의 중심에서 비롯되었다는 놀라운 사실은 우리에게 심오한 자연철학적 의미를 전해 준다.
인간 창조를 위한 우주의 조건
코페르니쿠스의 원리는 지구와 태양, 그리고 우리 은하계의 기하학적 위치에만 근거하는 것이다. 그러나 겉으로는 특별난 점이 전혀 없어 보이는 지구나 태양의 위치가, 역으로 우리 인간의 존재를 위해 반드시 필요한 것이라면 이 자체가 바로 매우 특별한 것이라고 할 수 있을 것이다. 예를 들면, 지구는 태양으로부터 적절한 거리에 있는 세 번째 행성이다. 만약 지구의 위치가 현재의 금성과 같이 태양에 너무 가까이 있다면 지구는 너무 뜨거워서 지구상의 모든 물은 증발할 것이다. 물론 그 곳에서는 인간을 비롯한 어떤 생명체도 살 수 없을 것이다. 반대로 지구의 위치가 현재의 화성과 같이 태양으로부터 너무 멀리 있다면 그 곳에는 물이 있다 하더라도 모두 얼음의 형태로 존재할 것이다. 실제로 현재의 화성은 지구의 남극이나 북극보다도 훨씬 가혹한 환경이며 따라서 생명체가 살기에는 적합하지 않은 조건을 가지고 있다. 태양계의 아홉 행성 중 오직 지구만이 물이 액체로 존재할 수 있는 거리에 놓여져 있고, 따라서 우리 인간을 비롯한 생명체가 살 수 있는 조건을 만족하고 있다. 이와 같이 인간이 존재하기 위한 조건을 최우선으로 고려한다면 우리는 전혀 새로운 차원에서 우주 속의 인간의 위치를 재조명해야 할 것이다.
위의 간단한 예에서 한 걸음 더 나아가 우주 전체의 차원에서 고려한 인간 존재를 위한 조건, 즉 인간 창조를 위한 우주의 조건을 “인본원리”(Anthropic Principle)라고 부른다.
1970년대에 들어와서 스티븐 호킹(Stephen Hawking)과 그의 동료들은 인본원리를 우주론에 적용하기 시작하였다. 우리 인간이 오늘날 지구라고 하는 우주의 한 구석에 존재한다는 사실은 그 자체가 매우 중요한 관측 사실이며, 이를 통해 우주의 초기 조건을 연구할 수 있지 않을까 하는 기대가 있었던 것이다. 우리가 앞에서 이미 알아본 바와 같이 인간의 몸을 이루는 탄소원자와 같은 중원소는 오직 별 속에서만 만들어진다. 이는 곧 우리가 존재하기 위해서는 별들이 태어나서 핵융합반응을 통해 충분한 중원소를 만든 후, 반드시 초신성으로 죽어야만 한다는 전제조건을 요구한다. 따라서 이러한 사이클이 충분히 진행되지 못한 우주역사의 초기에는 인류가 존재할 수 없다. 반대로 우주역사의 후반부에는 대부분의 별들이 일생을 마치고 빛을 발하지 않는 상태가 될 것이며, 따라서 태양과 같은 별에서 에너지를 공급받아 환경을 유지하는 지구와 같은 행성은 생명체가 살 수 없는 환경이 될 것이다. 즉, 우주의 전 역사 중에서 인류가 존재할 수 있는 기간은 오직 특정기간으로 제한된다. 이러한 결론은 “약한 인본원리”(Weak Anthropic Principle)라 불리며, 이는 천문학자들과 천체물리학자들이 인정하는 사실이다.
약한 인본원리에서 한 걸음 더 나아가 오직 특별한 우주만이 인류의 출현을 가능케 한다는 이론이 “강한 인본원리”(Strong Anthropic Principle)이다. 우리가 살고 있는 우주를 지배하는 자연법칙은 여러 가지가 있다. 일반인들도 잘 아는 뉴턴의 만유인력의 법칙, 즉 두 물체 사이의 중력은 거리의 자승에 반비례하고 두 질량의 곱에 비례한다는 것은 수많은 자연법칙의 하나에 불과하다. 그리고 만유인력의 법칙에 등장하는 중력상수는 6.67×10-8(CGS단위)이라는 특정한 값을 가지고 있고, 이밖에도 플랑크 상수, 볼쯔만 상수, 전자와 양성자의 질량과 전하량, 빛의 속도 등, 자연에는 여러 기본 상수들이 특정한 값을 가지고 있다. 강한 인본원리에서 주장하는 것은 이러한 자연법칙과 상수들이 우리가 현재 알고 있는 것과 조금만 다르다면 인류가 출현할 수 없게 된다는 것이다. 즉, 자연의 여러 법칙과 상수 중에서 일부가 다른 형태와 값을 갖는다고 가정하고 계산을 수행하면 별과 행성이 만들어지지 않는 우주가 되며, 그런 우주에서는 당연히 인간이 출현할 수 없게 된다. 인류의 출현을 위해서는 별과 은하의 형성, 그리고 다른 특별한 조건들을 만족해야만 하기 때문이다.
예를 들면, 물질을 이루는 기본적인 입자인 양성자와 전자의 질량비는 약 2,000으로 관측되는데, 이것이 만약에 20이나 200,000과 같이 다른 값을 갖는다면 생명체의 존재에 필요한 천문학, 물리학, 화학, 그리고 생물학의 요구조건을 벗어나게 되는 것이다. 우리가 살고 있는 우주 이외에 다른 우주가 있다면 그런 우주에서는 양성자와 전자의 질량비가 우리와는 다른 값을 가질 수도 있을 것이다. 그런 우주도 나름대로 다른 조건들을 만족하면서 존재할 수 있을지 모르나, 그 곳에서는 우리와 같은 생명체를 발견할 수는 없을 것이다. 우리가 살고 있는 우주는 우리의 존재를 위해 필요한 모든 조건들을 너무나도 완벽하게 갖추고 있는 것처럼 보인다.
인간을 위한 우주? 인본원리
강한 인본원리에 의한 해석은 크게 두 가지 방향으로 우주의 기원 문제를 생각하게 한다. 첫째는, 이 모든 것이 우연의 산물이란 것이다. 즉, 우주의 밀도계수인 오메가 값이 1에 가깝게 관측되고, 우리가 아는 자연법칙과 상수들이 특정한 형태와 값을 갖는 이유는, 그렇지 않으면 우리가 존재하는 우주가 될 수 없기 때문이다. 우리의 존재는 주어진 사실이기 때문에, 인간이 존재하는 우주에서는 반드시 자연법칙과 상수들이 우리가 아는 형태와 값을 가지는 것으로 관측될 수밖에 없다는 것이다. 다른 우주에서는 자연의 법칙과 상수들이 다른 형태나 값을 가질 수 있지만, 그런 곳에서는 우리가 존재할 수 없을 것이다. 따라서 인간의 존재를 포함한 이 모든 것이 우연의 산물이라면, 우리는 우리가 살고 있는 우주 외에도 수많은 다른 우주의 존재를 가정해야 한다. 수많은 자연법칙과 상수들이 우연의 일치에 의하여 그렇게 완벽하게 인간을 만들어 내기 위해서는 확률적으로 볼 때 수천억 개 이상의 수없이 많은 우주를 필요로 할 것이고, 우리는 단지 그 많은 우주 중에 우연히 모든 조건을 만족하게 된 우주에서 존재하게 된 것으로 간주될 것이다.
실제로, 러시아 태생의 천체물리학자 린데(Linde)는 우리가 존재하는 우주가 수없이 많은 여러 우주 중의 하나가 될 수 있는 이론을 발표하였다. 린데의 가설은 소위 “번식 우주론”이라고 불리며 초기우주가 형성될 때 “양자역학적 요동”에 의하여 여러 우주가 만들어지고, 그 우주들은 또 자식 우주들을 만들며 끊임없이 번식해 나간다는 것이다. 린데의 가설에 등장하는 수많은 우주에서는 각기 서로 다른 형태의 자연법칙과 상수들을 가질 수 있고, 그 중 하나에서 우연히 이 모든 조건들을 만족하여 우리 인간이 출현할 수 있게 된다. 린데의 가설은 물론 관측과 실험으로 검증할 방법이 없다. 린데의 이론이 설사 맞는다 하더라도 천문학자는 우리가 살고 있는 우주 밖의 다른 우주를 관측할 수 없기 때문이다. 과학이론은 관측과 실험으로 증명될 수 있을 때에만 정당한 이론으로 취급되기 때문에, 린데의 발상과 같이 우리 우주의 특이한 점을 설명하기 위해 관측이 불가능한 우리 우주 밖으로 나가야 하는 이론은 이미 과학의 영역을 떠난 것이라고 많은 학자들은 생각한다.
반면에, 우주는 우리가 사는 곳이 유일하고 다른 우주의 가능성은 전혀 없는 것이라면 우리는 결국 매우 특별한 존재라는 것을 인정해야만 할 것이다. 수많은 자연의 법칙과 상수들이 우연에 의해 우리가 아는 것과 같이 될 확률은 너무나 적어 거의 영에 가깝기 때문이다. 이 확률이 얼마나 작은지를 설명하기 위해 천문학자들은 다음과 같은 예를 인용한다.
자동차 공장에서 자동차를 만들 때 들어가는 부품의 수는 약 만 개 정도가 된다고 한다. 그런데 어느 날 이 공장에 거대한 태풍이 불어서 만 개의 부품이 모두 하늘로 올라갔다가 다시 땅으로 떨어졌다고 가정하자. 이때, 우연히 모든 부품이 맞추어져서 완성된 자동차가 되어 떨어질 확률은 지극히 낮을 것이다. 아니, 절대 불가능할 것이다. 그런데 우리 우주의 모든 자연법칙과 상수들이 우연하게 우리가 관측하는 값을 가질 확률은 이보다 더 낮다는 것이다. 또 다른 표현으로는, 야생에서 갓 잡은 원숭이에게 타자기를 주었을 경우를 가정한다. 이 원숭이는 쉴 새 없이 타자기를 두드리지만 아무리 오래 친다고 해도 “별”이라는 단어 하나를 완성하지는 못할 것이다. 대부분의 경우는 “ㄷㅇㄱㅗ#ㅅ․ㅑㅔ$……” 등 아무 의미 없는 철자의 나열에 불과할 것이다. 아주 오랜 기간 칠 경우, 혹시 우연히, 아주 우연히 “별”이라는 단어를 치게 될지도 모른다. 그러나 아무리 수십 년을 친다고 해도 윤동주의 <별 헤는 밤>이라는 아름다운 시는 결코 우연히 나타나지 않을 것이다. 우리 우주가 우연히 이런 모습을 가질 수 있는 확률은, 원숭이가 친 자음과 모음의 배합에서 우연히 윤동주의 시 전문이 나올 수 있는 확률보다 작다는 것이다.
우리 우주가 우연히 인간을 만들어 낼 수 있는 확률이 그렇게 낮은 것이라면, 우주는 태초부터 인간을 만들기 위해 특별한 목적을 갖고 디자인된 것은 아닐까? 시인이 특별한 시상을 갖고 타자기를 칠 때에만 <별 헤는 밤>이라는 시가 나올 수 있는 것과 같이, 우주의 창조자는 태초부터 우리를 염두에 두고 계셨던 것인가? 그렇다면, 그가 우리에게 원하는 것은 무엇일까? 이러한 질문에 대한 대답은 물론 과학 이상의 차원을 요구하지만, 오늘날 현대 천문학은 이러한 수준에까지 근접하여 “우연”과 “필연” 중에서 우리의 선택을 기다리고 있다. 코페르니쿠스의 지동설에서 시작하여 한없이 실추되는 것처럼 보였던 우주 속에서의 인간의 존엄성 문제는 천문학자들이 우주의 참모습을 좀더 완벽하게 이해하고 있는 현재에 와서 전혀 새로운 국면을 맞이하고 있는 것이다.
5번:별의 특성과 일생에 대해서 다음사이트를 방문해서 학습해 봅시다
이 사이트에 다 나와있음
http://csaweb.yonsei.ac.kr/~rhee/2000/universe/man1.html
1. 초기우주가 고온고밀도상태라고생각하는이유는?
현재의 우주의 온도를 측정하면 5K정도가 됩니다. 그리도 이것을 온도계로 측정한 것이 아니라 적외선 파장 분석으로 알아낸 것인데요
이 5K의 적외선 파장은 우주 전체에서 나오기 때문에 이것을 배경음(background sound)라고 합니다.
만약 우주가 빅뱅 이후에 팽창을 계속하고 있다면 그것을 반대로 되돌리는 것이지요
그렇다면 우주가 빅뱅 당시에는 고밀도 고온의 상태라고 가정을 하는 것입니다.
2.우주가 팽창해도 왜별은 은하는 또 우리몸은 팽창하지않을까?
은하가 우주가 팽창해도 같이 팽차하지 않는 이유는 은하는 많은 별들이 모여 엄청난 중력이 작용하기 때문에 우주가 팽창해도 은하는 중력에의해 팽창하지 않는 것입니다.
우리몸도 이와같은 원리로써 팽창하지않는다. “중력”
3.우주초기의단파장 고에너지가 오늘날 장파장 저에너지로 바뀌어서 관측되는 과정??
대폭발 후 30만년이 지났을 때를 빛/물질 분리 시기라고 부르는데, 이 때 우리를 향해 떠난 단파장 고에너지의 빛은 우주의 나이 동안(약 150∼200억년) 우주의 팽창에 의해 장파장 저에너지의 빛으로 바뀌게 되고 절대온도 3도의 우주배경복사로 관측이 된다.
——————————————————————–
* SETI 프로젝트
당초 내년 5월에 종료 예정이었던 『SETI At Home』이 내년 이후도 계속되게 되었다. SETI At Home』은 우주로부터의 전파신호를 조사해 지구 바깥의 지적 생명체의 존재 징후를 찾는다는 프로젝트이다. 일반인에게 공개되어 있고 인기가 아주 높은 컴퓨팅 프로젝트이다.
『SETI At Home』의 책임자들이 8일 밝힌 바에 따르면, 우주연구단체인 『혹성 협회』 및 신흥 미디어 기업인 프로젝트·보이저사가 2001년 5월 이후 최소 2년간은 프로젝트를 계속하는 데에 충분한 자금을 제공하기로 했다고 한다. 이 프로젝트를 지원하는 두 기관은 프로젝트를 존속시키는 주요한 이유로서, 『SETI At Home』에는 많은 사용자가 있고 처리해야할 데이터가 많이 남아있기 때문이라고 한다.
미국 US웹사의 전 최고경영책임자(CEO)로서 최근 「프로젝트 보이저」사를 공동으로 창립한 조 파메지는, 「이 프로젝트에는 달리 예가 없을 것 같은 형태로 많은 사람들이 정열과 관심을 The고 있다」라고 이야기한다. 프로젝트·보이저사는 과학과 우주에 관련한 뉴스를 전문적으로 취급하는 미디어 기업이다. 「과학과 발견을 마음으로부터 사랑하는 사람이 몇 백만 명이나 있다. 『SETI At Home』가 제공한 것은, 스크린 세이버를 통해 간단하게 참가할 수 있는, 과학 논픽션이었다」라고 조 파메지씨는 말한다.
캘리포니아주 바클레이를 거점으로 하는 『SETI At Home』은 데스크톱 컴퓨터가 사용되고 있지 않은 CPU 사이클을 이용해 외계의 지적 생명체의 존재 징후를 찾아내기 위해 지구에 닿는 전파 신호를 빠짐없이 체크하는 시스템을 개발했다. 그리고 1999년 5월에 이 프로젝트를 시작했다. 각각의 컴퓨터에 설치된 스크린 세이버 소프트웨어가 『SETI At Home』의 중앙 컴퓨터로부터 전파 데이터를 다운 로드받고 그 데이터로부터 우주에서 온 전파 잡음으로부터 규칙성이 두드러진 패턴을 찾아내는 것이다.
프로젝트의 창시자들은 당초에 10만 명의 자원 봉사가 휴지 상태에 있는 컴퓨터의 능력을 제공해 주면 무언가 될 것으로 계산하였지만, 뚜껑을 열려 보니 훨씬 많은 사람들이 프로젝트에 관심을 보였다. 『SETI At Home』에 의하면, 현재 미국과 유럽을 중심으로 220만 명의 사용자가 있고 그들의 컴퓨터가 Puerto Rico에 있는 아레시보 전파망원경으로 수집된 데이터를 처리하고 있다고 한다 「이것은 어떤 의미로는 지금까지 일반인들이 참가한 최대의 과학 프로젝트다」라고 혹성협회의 전무 이사 루이스 프리드만씨는 이야기한다. Freedman씨에 의하면, 혹성협회는 프로젝트를 2년 동안 연장시키는 계약을 맺었지만 그 후에도 계속되기를 바라고 있다고 한다.
혹성협회, 프로젝트 보이저사, 『SETI At Home』의 3자는 컴퓨터를 이용해 외계 생명체를 찾는 이 프로젝트를 계속하지 위해서 어느 정도의 투입해야하는지는 분명하지 않지만 현재의 예산을 대폭 상회할 것으로 보고 있다. 지금까지 『SETI At Home』은 년간 수십만 달러의 예산과 기기의 기증과 기술원조를 받아 활동해 왔다.
『SETI At Home』 프로젝트의 책임자인 데이빗 앤더슨씨에 의하면, 아직까지는 외계의 생명체로부터 오는 신호라고 보여지는 것은 발견되지 않지만 프로젝트는 아직 초기 단계에 있다고 한다. 「우리는 매우 좁은 주파수대를 조사하고 있다」라고 Anderson씨는 말한다. 「이상적으로는 그 1000배의 주파수대를 조사하고 싶은 것이지만. 프로젝트의 새로운 후원자들은 가까운 장래에『SETI At Home』을 upgraded할 계획이라고 이야기한다. 남반구에 있는 안테나로부터의 데이터를 보태고 또 『SETI At Home』 참가자가 데이터를 송수신하고 처리하는 스피드를 올린다고 한다.
혹성 협회와 프로젝트 보이저사는 외계인 찾기 프로젝트와의 제휴를 자기들의 사이트로의 접속을 늘리는 방법이라고도 생각하고 있다. 양자는 『SETI At Home』의 웹사이트로부터 자기들의 사이트의 콘텐츠로 연결되는 링크를 올리는 것을 계획하고 있다. 단, 『SETI At Home』의 Anderson씨는 프로젝트의 스크린세이버 자체에 광고를 게재하지 않을 것이며 자원 봉사가 외부의 단체로부터 직접적으로 구매를 권유받는 일은 없다고 강조한다.
SETI와 몇 백만의 유저가 우주의 먼 저 쪽의 문명으로부터 오는 신호를 검출하는 데 어느 정도 걸릴 것인지 분명히 예측하는 참가자는 없다. 「SETI에 참가하는 우리들은 언젠가 신호를 분명하게 할 수 있을 가능성이 높다고 생각하고 있다」라고 파메지씨는 이야기한다. 그러나, 파메지씨는 그 「언젠가」가 언제가 될지는 언명하지 않고 단지 이렇게 말했다. 「우리가 살고 있는 동안에는 무리일지도 모른다」
** 혜성이나 소행성의 충돌에 의해 공룡이 멸종했을 것이라는 가설과 관련하여 같은 원인에 의해 인간의 멸종 가능성에 대해 생각해 봅시다.
>> 결론 : 조사한 자료들의 결과로 볼 때 혜성이나 소행성의 충돌로 인한 충격보다는 충돌 후 이러나는 일련의 과정들이 공룡 멸종의 직접적인 원인이라고 할 수 있다. 그것은 운석 충돌 후 충돌 에너지가 열에너지로 바뀌면서 그 열에 의해서 생물체가 타 죽은 후 발생한 먼지 때문이라고 볼 수 있다. 대량의 먼지가 대기권을 뒤덮고 햇빛을 차단한다면 식물이 광합성을 할 수 없게 된다. 그렇게 되면 먹이를 구하지 못한 공룡들은 굶어 죽게 된다. 이와 유사하게 혜성이나 소행성이 지구와 충돌한다면 식물-초식동물-육식동물-인간으로 이어지는 생태계의 먹이사슬은 끊어지게 되고 인간 또한 멸종할지 모른다고 생각된다.
**태양계 내에서 외계생명체가 존재할 가능성에 대해 화성과 목성의 위성인 유로파를 중심으로 조사해 봅시다.
>> 결론 : 물과 물이 액체일수 있을 만큼 따뜻한 기온이 생명체 존재에 필수조건이라고 했을 때, 액체상태의 물이 존재한다고 믿어지는 곳은 지구 외에는 유로파 밖에 없다. 따라서 일단 태양계 안의 행성에서만 봤을 때, 현재로서 지구 외에 어떠한 형태로든 생명체가 존재할 가능성이 가장 큰 곳은 목성의 위성 중 하나인 유로파이다. 그러나 문제는 생명체가 존재하려면 꼭 있어야 하는 에너지원이다. 그런데 유로파에 이것이 존재할 지에 대해서는 학자마다 의견이 분분하고 직접 탐사해봐야만 생명체가 존재하는 지 가장 정확히 알 수 있다고 한다.
**2.코페르니쿠스의 원리에 대해 알아봅시다. 그 관점이 갖는 보편성과 문제점도 이야기해 봅시다.
코페르니쿠스
「천구의 회전에 관하여」는 출간한지 50년 정도 1600년까지 믿어지지 않았으나 그후 갈릴레오가 그것을 증명하였고 케플러가 그것을 타원궤도로 발전시켰고 뉴튼이 만류인력의 법칙을 도입해 그것을 역학적으로도 증명해냈다.
코페르니쿠스 천문학을 따를 경우 얻게되는 장점이라 볼 수 있는 것은 ①행성들의 배열 순서를 맞출 수 있다는 것이다. 지구중심설에서는 금성이 태양의 뒤쪽으로 가는 현상을 설명하지 못했던 것이다. ②목성, 토성등 외행성의 역행운동을 설명할 수 있었다는 것이다. ③수성, 금성등이 태양으로부터 어느 정도 이상 멀어지지 않는 최대 이각을 설명할 수 있었다는 것이다.
이와 반대로 코페르니쿠스 천문학을 따를 경우 얻게되는 약점이라 볼 수 있는 것은 ①지구가 자전할 경우 생겨야 하는 시차를 당시에 관측할 수 없었다는 것이다. ②자전할 경우 사람이 쓰러지는 등의 자전의 이상현상을 설명할 수 없다는 것이다. ③아리스토텔레스의 체계를 무너뜨리는 과격함 있다. 즉 아리스토텔레스주의의 천상계/지상계 구분을 무의미하게 만들고 운동법칙에 대해서도 설명할 길이 없는 것이다. 아리스토텔레스의 체계를 무너뜨렸지만 그 전체를 다시 설명할 체계를 갖추기 못했던 것이다. 전체의 체계는 뉴튼에 의해 세워진다.
이러한 약점과는 별도로 코페르니쿠스의 부족함 점을 지적해본다면 그는 단지 지구와 태양의 위치만 바꾸고 지구의 자전, 공전만 도입했을 뿐이라는 것이다. 그리하여 그는 그때까지도 등속원운동을 고수함으로써 23개의 주전원을 또 필요로 했다. 또한 그는 수정체 천구를 고수함으로써 지구의 제3의 운동을 필요로 하는 결과를 낳았다. 이러한 점을 고려해볼 때 코페르니쿠스의 천문학 혁명은 다소 제한된 혁명이라는 평가를 받을 수 있다. 그러나 어쨌든 당시로서는 과격한 주장에 속했던 코페르니쿠스의 천문학이 받아들여지게 된 것은 헤르메스주의, 신플라톤주의를 좋아하는 사람들, 즉 조화롭고 단순한 것을 좋아하는 지적인 흐름을 탄 사람들에게 받아들여지게 되었기 때문이다.
혼자해보기
양자역학적 관점에서 본 우주의 기원에서 ‘우연’과 ‘필연’이라는 겉보기에는 서로 대립되는 개념이 동시에 만족될 수 있는 이유에 대해서 생각해 봅시다.
고전적으로 생각하면 원시우주가 에너지 벽을 뚫고 나올 확률은 ‘0’이지만, 양자역학적으로 생각하면 원시우주가 에너지 벽을 뚫고 나갈 확률이 ‘0’이 아니다. 이런 현상을 양자역학에서는 터널효과라고 부르는데, 우주의 생성 기원을 설명하는데 커다란 의미를 던지고 있다. 먼저 확률이 ‘0’이 아니기 때문에, 생성과 소멸을 거듭하고 있던 원시우주 중 하나는 ‘우연히’ 그러나 일정한 확률을 갖고 있기 때문에 결국 ‘필연적’으로 에너지 벽을 뚫고 나오고야 마는 것.
현대 물리학의 총아로 불리는 양자역학의 극미(極微) 세계로 들어가면, 이 우주는 우연도 필연도 아닌 ‘확률'(가능성)이 지배한다고 한다.
우주가 엄격한 수학적 법칙에 따라 운영되긴 하지만, 이 법칙들은 어떤 특정한 사건이 발생할 확률만 알려줄 뿐, 미래에 실제로 어떤 사건이 발생할 지 알아낼 수는 없다는 것.
혼자해보기
우리가 수업에서 얘기하는 ‘우주의 팽창’은 ‘공간 자체의 팽창’입니다. 흔히 풍선의 예를 들어서 ‘우주의 팽창’을 설명하는데, 더 좋은 비유의 예가 있는지 생각해 봅시다.
이를 설명하는 예로 ‘파이’를 들수 있다.
파이에 고명을 얹어놓고 구으면 파이는 크기가 커진다.
커짐과 동시에 고명 사이의 거리도 서로서로 멀어지게 된다..
우주가 팽창하고 있다는 사실을 발견한 허블에 대해서도 조사해 봅시다.
| ||
외계생명체/ 외계지성체
혼자해보기
– 현재 지구에 살고 있는 생명체로 미루어봐서 우주에는 어떤 생명체가 살고 있을 것으로 예상됩니까?
우주의 생명조건에서 우리 인간과 같은 혹은 그 이상의 지능 생명체는 얼마나 많이 있을까? 그런데 자연의 관점에서 볼 때, 고등동물이 꼭 필요한 것은 아니다. 지금부터 1억 년 전에 지구에는 공룡이 살고 있었고 그들이 지구를 지배하고 있었다. 그런데 공룡의 지능은 새의 수준 정도밖에 되지 않았다. 그럼에도 불구하고 그들은 이 지구를 지배하면서 성공적으로 살고 있었다. 약 6,500만년 전에 지구에 어떤 대이변이 일어나지 않았다면 아마 지금 푸에르토리코에는 외계인을 탐사하는 인간이 아닌 공룡이 노닐고 있을 것이다. 시간과 더불어 반드시 고등동물이 나타나는 것이 일반적인 현상일까? 그렇지 않다면 인간 같은 고등동물이 존재할 확률은 더욱 희박해지게 된다. 우리의 지구는 여러 가지 관점에서 예외적이다. 그리고 이러한 지능적인 삶은 우주에서 일어나기 힘든 아주 희귀한 사건일지 모른다.
우주에 살고 있는 생명체는 우리가 상상하지 못하는 형태의 생명체일지도 모른다.
지구에도 아주 혹독한 환경속에서 자신을 진화 혹은 변태시켜서 자연에 적응해 살아가는 생명체들이 많이 있다. 해저에 사는 수유동물만 봐도 그렇다. 그들은 전혀 배설을 하지 않으며 빛이 한점 없는 어둠속에서도 살아간다.
좀 말이 안 되지만( ^^;;) 온도가 300도인 환경을 좋아하는 생명체가 있을 수도 있고, 얼어붙은 환경을 좋아하는 생명체가 있을 수도 있고, 산소 대신 이산화탄소로 호흡하는 생명체가 있을 수도 있는만큼 생명체의 호흡이나 생명활동은 우리가 상상할 수 없는 방향으로 이루어질 수도 있다는 거다.
– 최근의 연구에 따르면 지구생명체의 기원이 혜성이나 소행성이 지구에 충돌하면서 우주로부터 가져온 미생물일 가능성이 커지고 있습니다. 지구 생명체의 기원에 관한 최근의 연구성과를 신문이나 잡지 기사에서 찾아 봅시다.
박테리아를 내포한 운석이 지구 생명체의 기원이 됐다는 이론을 뒷받침하는 연구 결과가 독일 과학자들에 의해 발표됐다.
독일 쾰른 소재 독일항공우주센터의 게르다 호르네크 박사팀은 네덜란드의 학술지 ‘생명의 기원과 생물권의 진화’ 12월호에서 우주 궤도상에 병원균을 보내는 실험을 통해 아레니우스의 원자론(pan-spermia)을 입증하는 결과를 얻었다고 밝혔다.
아레니우스 원자론에 따르면, 수십억년 전 박테리아를 내포한 운석이 우주 여행끝에 지구에 떨어졌고, 이 박테리아가 번식해 원시생명체로 진화했다.
호르네크 박사팀은 이 이론을 입증하기 위해 94년, 97년, 99년 세 차례에 걸쳐 러시아 포톤 위성에 토양균인 고초균(Bacillus subtilis)를 실어 보낸 후 원격실험을 실시했다. 연구진은 위성 이륙 후 고초균 포자 5천만개를 실은 저장함의 뚜껑을열어 10-15일간 우주 환경에 노출시켰다.
첫 번째 실험에서는 태양 자외선이 고초균 포자를 거의 모두 죽여버렸다.
두 번째 실험에서는 석영에 고초균 포자를 집어넣어 우주에 보냈으나 첫 번째 실험처럼 고초균이 거의 모두 죽었다.
세 번째 실험에서는 1㎝ 간격으로 진흙, 적색 사암, 화성 운석, 인공 화성 토양의 입자들을 섞은 광물질에 고초균을 집어넣어 우주로 보냈다. 그 결과 샘플중 대부분에서 고초균 포자 5천만개중 1만-10만개의 포자가 우주의 거친 여행에도 불구하고생존하는 놀라운 결과를 보였다.
따라서 “박테리아가 작은 바위나 진흙 같은 안전한 곳에 포함돼 있을 경우 화성이나 다른 행성에서 지구까지 이르는 비교적 짧은 우주여행을 충분히 감내하고 살아있을 수 있음을 추론할 수 있다”고 호르네크는 말했다.
이 실험은 유럽우주국(ESA)의 바이오팬(BIOPAN) 계획 아래 실행됐으며, 과학전문지 뉴사이언티스트 12일자 최신호에 내용이 실린다.
(파리 AFP=연합뉴스) kjh@yna.co.kr
별과 인간
1994년의 국립중앙과학관 조사에 의하면 우리나라 청소년들이 가장 큰 호기심을 보이고 있는 과학기술분야는 ‘천문우주학’인 것으로 나타났다. 청소년들이 특히 호기심을 갖고 있는 것은 ‘외계인은 정말 존재하는가?’, ‘우주는 무엇에 의해 탄생하는가?’, ‘우주의 크기는 얼마인가?’, ‘빅뱅이란 무엇인가?’ 등의 궁금증이 주를 이루고 있었다고 한다. 이런 질문들은 너무나도 궁극적인 질문들이어서 누구나 한번쯤 던져보는 질문일 것이다. 이런 질문을 던지고 과학적인 접근 방법을 사용해서 질문에 답하는 학문이 천문우주학이다. 위의 질문에 대해서 현대 천문우주학이 어떻게 대답하고 있는지는 다음 기회로 미루고 여기서는 ‘우리는 어디로부터 왔을까?’, ‘우리 몸의 근원은 무엇일까?’ 이런 문제를 천문우주학적 관점에서 살펴보기로 한다. 현재 우주는 흔히 대폭발의 순간이라고 부르는 시작점으로부터 시작된다. 평균 에너지는 ‘0’이지만 원시우주가 계속해서 생성과 소멸을 거듭하면서 에너지 벽 속에 갇혀 있다가, 그 에너지 벽을 뚫고 나오는 순간 우주가 탄생한다고 한다. 이렇게 탄생한 우주는 팽창과 진화를 거듭해서 현재의 우주가 됐다. 흔히 ‘대폭발우주론’이라고 불리는 이 우주론에 의하면 우주 공간에서 만들어지는 원소는 수소와 헬륨 뿐이다. 우리 몸을 이루고 있는 산소, 질소, 탄소 같은 중원소가 만들어지는 것은 별의 탄생과 죽음이 반복되는 과정에서 일어난다. 우주에서 제일 먼저 탄생한 제1세대 별들은 아마 수소와 헬륨만으로 이루어졌을 것이다. 이런 별들은 내부의 수소를 태우면서 점차로 다른 중원소들을 만들어 냈다. 이런 핵융합 반응을 통해서 별은 빛을 내게 된다. 별이 하나의 커다란 핵융합 발전소인 셈이다. 별이 진화해 가면서 탄소, 질소, 산소 같은 중원소들이 생겨났다. 별이 더 이상 태울 자원이 고갈되면 별의 일생도 마감된다. 질량이 아주 무겁게 태어난 별들은 수소를 빨리 태워버리고 1억년 정도의 짧은(?) 일생을 살고 간다. 반면에 태양보다 질량이 가벼운 별들은 거의 우주의 나이와 비슷한 세월 동안 서서히 수소를 태우면서 긴 일생을 즐긴다. 질량이 큰 별들은 장렬한 폭발로 일생을 마친다. 아주 질량이 무거운 별들은 폭발 후에 검은 구멍이 되기도 한다. 이 과정에서 별들이 일생 동안 만들어 놓은 중원소를 우주 공간으로 돌려 보낸다. 철같은 무거운 원소가 이때 생겨난다. 질량이 작은 별들은 중원소를 우주 공간으로 흩날려 보내고 백색왜성이 된다. 별들이 일생을 마치면서 생겨난 중원소로 인해 우주 공간에는 수소와 헬륨 뿐 아니라 중원소가 존재하는 영역이 생겨났다. 별들이 제2, 3세대를 거치면서 중원소는 더욱 더 풍부해졌다. 태양은 아마 이렇게 풍부한 중원소를 토대로 생겨난 별일 것이다. 태양 주위를 도는 지구같은 행성에도 중원소가 풍부했으리라는 것을 쉽게 짐작할 수 있다. 풍부한 중원소를 함유하고 있는 지구에서 생명체가 탄생했고, 그 생명체의 하나인 우리 몸을 이루고 있는 기본적인 원소가 탄소, 질소, 산소인 것이다. 인간이 출현하기 위해서는 몇 세대에 걸친 별의 탄생과 죽음, 그리고 잔여물의 우주로의 회귀를 거쳐야만 했던 것이다. 이런 의미에서, 흔히 천문우주학적 관점에서의 인간 몸의 근원을 뜨거운 별의 내부에서 찾곤 한다. 우리 몸의, 인간의 고향은 뜨거운 별의 내부인 셈이다.
이 명 현 현재 우리대학교 우주망원경연구단 연구교수로 재직중이다
1. 양자역학적 관점이 뭔지 잘 모르겠네요. 현대 우주론적 관점이 양자역학적 관점이라는 것은 알겠는데… 이 양자역학적 관점이 뭔지… 설명해 주세요.
2. 인간 원리 중에서, 최종적 인간 원리… 설명만 봐서는 무슨 뜻인지 잘 모르겠어요. 좀 쉽게 설명해주세요…
3. 범종설의 매력적인 면은 알겠는데, 난점에 대해서는 잘… 워낙에 기본 지식이 없어서 추론해 볼수가 없네요. 범종설로 설명하기 어려운 부분이 있는걸까..?
4. 정상상태우주론과 대폭발우주론의 비교에서, 정상상태론은 ‘공간 내에서의 물질의 연속적 탄생’이라고 하고 대폭발론은 ‘시공간의 응축으로 물질이 생겼다’고 하는데, 양쪽 다 무슨 뜻인지가 잘 와닿지 않네요. 첫번째 말은 아예 모르겠고, 두번째 말은… 물질의 탄생은 중력의 불균형으로 인해 모인 가스, 먼지들 때문이 아닌가요? 어려운 말인듯..
먼저, 은하의 형성 과정이 중심부 -> 은하무리 -> 원반 이라고 알고 있습니다.
그런데 사이버 강의에 보면
‘나선은하 내의 별의 생성은 원반부에서 계속되었고, 외곽(무리)에서는 오래 전에 끝났음’ 이라는 말이 나오거든요.
그렇다면 무리는 원반의 더 외곽부에 존재하는 것인가요?
정확히 ‘무리’의 개념이 어떤것인가요?
두번째 질문은, 나선팔이 없고 중앙팽대부의 비중이 높은 타원은하가 더 나이많은 별들로 구성된 ‘오래된’ 은하라고 되어 있는데, 원반과 나선팔(더 나중에 생성된)을 지닌 나선은하가 더 젊은 이유는 무엇인가요?
나선 은하는 원반, 중심구체, 무리로 이루어져 있습니다. 보통 우리눈에 보이는 나선은하는 원반부와 중심구체가 두드러져 보입니다. 이 무리는 나선은하의 덮는 구를 생각하시면 될 듯 합니다.
위의 그림에서 원반부 바깥 쪽에 있는 타원 안쪽을 무리입니다.
나선은하의 경우는 가스가 남아 있어서 젊은 별이 생기기 때문에 상대적으로 푸른 빛을 내고 있고 타원은하의 경우 가스가 거의 남아 있지 않아서 젊은 별이 새로 생기지 않기 때문에 늙은 별들만 있어서 붉게 보이는 것입니다.
우선 은하들은 시공간이 팽창함에 따라서 서로 멀어지고 있지만 각각의 은하들은 자신들의 고유 운동을 하고 있습니다. 그래서 우리 은하와 안드로메다 은하는 시공간이 팽창하는 속도보다 서로 가까워 지고 있는 고유 운동의 속도가 더 크기 때문에 시공간이 팽창 하지만 서로 가까워지게 됩니다.
셀레스티아 (잘 모르는 학생들을 위해서: 상대성이론과 블랙홀 사이버 강의 홈페이지에 가면 다운받을 수 있습니다.) 기본 메뉴는 행성이나 가까운 별까지의 여행에 초점을 맞추고 있는 것 같습니다. 그래도 select object에서 M31을 써넣고, Go to object에서 그냥 M31을 써넣고 진행시키면 M31을 향해서 날아가고 흐릿한 모습의 M31이 나타납니다. 여행 도중에는 그저 까만 우주 공간을 볼 수 있을 뿐이구요. 실제로도 은하와 은하 사이는 거의 진공 상태입니다. 만약 우리가 우주선을 타고 M31까지 여행을 한다면 우리은하를 벗어나서 M31에 도착할때까지 이런 깜깜한 우주 공간만을 보게 될 것입니다. 셀레스티아는 기본적으로 태양계와 가까운 별들을 주 대상으로 삼고 있는 것 같네요. 개인적으로는 속도를 높여서 진행시킬 때가 더 재미있었구요
별의 밝기를 표시하는 것 가운데 겉보기 밝기가 있다.어떻게 밝기를 정했을까? 나
(가) 태양을 기준으로 밝기를 정한다
(나) 육안으로 볼 때의 밝기를
기준으로 한다
(다) 달을 기준으로 밝기를 정한다
밤하늘의 별을 보면 색깔이 다르게 보인다. 왜 다르게 보일까? 가
(가) 별의 온도가 다르기 때문이다
(나) 같은 색깔인데 지구의 공기 때문에 다르게 보인다
(다) 태양의 빛이 워낙 세기 때문이다
은하의 형태와 성질에 대한 설명 중 맞지 않는 것은? 다
(가) 타원은하, 나선은하, 그리고 불규칙은하로 갈수록 붉은색으로부터 아주 푸른색으로 바뀐다
(나) 타원은하, 나선은하, 그리고 불규칙은하로 갈수록 원반의 중심구체에 대한 상대적 중요도가 증가한다
(다) 뜨겁고 젊은 별들은 타원은하에만 존재한다
(라) 나선은하와 불규칙은하에는 젊은별, 가스, 그리고 먼지가 많다
(마) 타원은하, 나선은하, 그리고 불규칙은하로 갈수록 현재 새로운 별의 탄생률이 높아진다
어떤 나선은하의 회전속도가 은하 외곽에서도 계속해서 증가하는 것으로 관측되었다면, 이 관측 사실로부터 이 은하내의 질량분포에 대해서 어떤 추측을 할 수 있겠는가? 나
(가) 별들은 케플러 궤도를 따라 회전한다
(나) 은하 외곽에 많은 질량이 분포한다
(다) 은하의 거의 대부분의 질량은 안쪽에 집중되어 있다
(라) 은하 외곽에는 질량이 거의 분포하지 않는다
허블상수의 단위는 단위 거리당 속도 (km/sec/Mpc)이다. 정확한 값은 아직 잘 모르고 있다. 만약 허블 상수가 증가한다면 우주의 나이 측정값은 어떻게 변할까? 나
(가) 변하지 않는다
(나) 더 젊게 계산된다
(다) 더 나이 든 것으로 측정된다
과학자들이 SETI를 선호하는 이유는?
()승-613 약한 자의 슬픔 says:
우주 공간에서 ‘거리=시간’ 이라는 등식이 어떻게 성립하는지 간단히 설명하시오.
()승-613 약한 자의 슬픔 says:
우주의 밖은 있는가 없는가?
()승-613 약한 자의 슬픔 says:
행성 역행 현상의 천문학(사)적 의의는 무엇인가?
()승-613 약한 자의 슬픔 says:
별의 일생과 죽음의 단게를 결정짓는 가장 중요한 요인은?
()승-613 약한 자의 슬픔 says:
우리 은하의 질량이 태양 질량의 천억배라는 자료도 있고 이천억배라는 자료도 있는데 무엇이 옳은가?
()승-613 약한 자의 슬픔 says:
이번 학기말 고사에는 토마스 쿤의 과학 혁명 구조에 관한 문제가 과연 출제될까?