[우주의 운동] 관측자의 위치에 따라 달라지는 우주의 운동 밤하늘에 반짝이는 별이 있다. 시간을 두고 그 별을 관측한다면 아마 북극성 주위로 한바퀴 돌 것이다. 그렇다면 우주선을 타고 달에 가서 그 별을 관측하면 어떻게 될까? 달에서 하늘을 보면 시간의 흐름과 더불어 별들이 돌아 가는데, 달 자체는 그 속에 가만히 정지해 있는 것으로 느껴진다. 달의 1주야는 거의 지구의 한 달이다. 태양은 일출에서부터 반 달쯤 걸려서 천천히 하늘을 회전한다. 달의 주간은 최고 120도 정도로 뜨겁다. 한편 밤도 반 달쯤 계속되며 최저 영 하 179도나 되는 추위가 된다. 태양은 1년 동안에 달 주위를 12번 회전하고, 항성천은 13번을 회전하는데, 그 움직임은 빨라졌다 늦어졌다 하여 지구로부터 보았을 때와 같이 언제나 ..
천문대의 정의와 변천사 1. 천문대의 정의 천문대(天文臺, Astronomical Observatory)는 천문학이 발달되지 않았던 옛날에는 소규모의 각도를 재는 기구를 가지고, 천문가가 혼자서 천체관측을 하는 곳도 천문대라 하였으나, 현재는 천체관측을 위한 각종 큰 망원경과 부속되는 기계설비를 비롯한 사진·광전·분광장치·컴퓨터·실험기구·성도(星圖)·성표(星表) 등 연구에 필요한 도서와 자료를 갖추고, 조직적으로 천체현상을 관측 및 연구하는 시설을 말한다. 천문대는 소속 또는 구성에 따라 국가적인 역할을 지니는 중앙천문대, 대학에 부속된 천문대, 재단 또는 개인이 설립한 천문대로 크게 나눌 수 있다. 그리니치·워싱턴 해군·도쿄·파리 등의 천문대는 역사적으로는 항해를 위한 별의 위치 측정과 역서(曆書) 편..
인류와 천문학 현대과학의 진보는 인간의 끊임없는 호기심을 충족시키며 발전을 거듭해오고 있다. 망원경이 발달하기 전의 인류에서부터 우주로 위성을 쏘아 올리는 현대에 이르기까지 인류는 끊임없이 하늘에 대한 궁금증을 가지고 있었으며, 경외의 대상이기도, 두려움의 대상이기도, 가능성의 대상이기도 했다. 문명의 진보가 시작되기 전의 고대시대에 천문은 점성술이나 종교와 연계되며, 우주뿐 아닌 지구의 기후와 자연현상과도 연계되면서 인류의 안녕에 대한 기원과 희망을 담기도 하였다. 르네상스시대 점성가와 천문학자의 구분이 모호한 시기에 라틴어로 그들을 astrologu이라 부르기도 하였는데, 이는 그리스어에서 비롯된 단어로 의미는 별자리의 모양에 대한 학문, 즉 점성학을 가르친 것이었다. ‘첨문’이라는 단어는 고대 중국..
우리나라에서 볼 수 있는 1등성, 1등성을 포함한 별자리 이름 1. 우리나라에서 볼 수 있는 1등성 현재 세계천문협회에서 정한 88개의 별자리 중에서 1등성 별들은 21개이다. 이 별들은 밤하늘의 수많은 별들 중에서 특히 밝아서 우리에게 친숙하며 쉽게 찾을 수 있다. 그리고 ‘등성은 일정 범위의 등급을 포함’하는 것으로 예를 들어 1등성은 ‘0.6~1.5’사이의 등급의 별을 말한다. 하지만 정확한 등급 에 관계없이 관습적으로 1.5이하 등급의 별을 1등성이라 부르고 있다. 이 21개의 1등성 중 우리나라에서 볼 수 있는 별은 15개이다. 15개의 1등성의 이름을 살펴보면 아크투루스(Arcturus), 스피카(Spica), 레굴루스(Regulus), 베가(Vega), 알타이르(Altair), 데네브(Den..
별의 고유 운동, 별의 밝기 1. 별의 고유 운동 고유 운동(proper motion)이란 태양과 같은 항성이 시간의 지남에 따라 천구에서의 위치 변화를 말한다. 그래서 고유 운동은 각속도로 표시가 되며 적경과 적위 성분으로 나누어진다. 대부분의 별들의 고유 운동은 작기 때문 에 밀리초각/년(mas/yr)로 표시한다. 고유 운동은 적경(μα)과 적위(μδ) 두 각 요소로 나타낼 수 있다. 순고유 운동은 다음 식과 같다. 고유 운동은 광행차나 연주시차 등 비고유 운동의 요소들을 제거한 값이며 일정 시간 동안 관측자에게서 어떤 천체가 가까워지거나 멀어지는 것을 가리키는 시선 속도와 대비되는 개념이다. 이러한 사실을 처음 발견한 것은 영국의 E.핼리인데, 그는 1718년 당시에 관측된 별과 옛날 그리스의 히파..
국제우주정거장 개요 국제우주정거장(ISS: International Space Station)의 건설은 인류 역사상 가장 거대하고 가장 복잡한 국제 과학 프로젝트이다. 1998년에 두 개의 초기 모듈, 유니티(Unity)와 자르아(Zarya)의 발사와 조립으로 시작된 이 프로젝트는 전례가 없는 지구 밖 우주를 향한 인류의 거대한 발걸음이다. 미국의 지휘 아래 캐나다, 일본, 러시아, 브라질, 유럽우주국 소속의 11개국 등 총 16개국이 각각의 기술적, 과학적 자원을 총 동원하여 이번 프로젝트 에 참여하고 있다. 5년 이상의 기간 동안 최소 3종류 이상의 발사체(미국 우주왕복선, 러시아 소유즈(Soyuz) 우주선, 러시아 프로톤(Proton) 로켓)를 동원하여 40회 이상의 비행을 통해 지구에서 궤도상으로..
[우주의 팽창 1] Doppler 효과와 관련한 연구 1842년 오스트리아의 물리학자인 Doppler는 자신의 논문에서 파동을 방출 하는 파원(물체)나 관측자의 움직임에 따라서 관측되는 파장이 달라진다고 주장하였다. 이 주장의 골자는 관측자가 일정한 파동을 방출하는 파원에 다가가거나 그러한 파원이 관측자에게 다가오고 있는 경우 관측자가 느끼는 파장은 파원에서 방출되는 파장보다 짧다는 것이다. 이는 마치 우리가 파도 가 다가오는 방향으로 배를 타고 나아갔을 경우에 정지해 있을 때 보다 더욱 격렬하고 많은 수의 파도를 만나게 되는 것과 같은 이유로서 이를 설명 하였다(Doppler, 1842). Doppler는 파원의 운동 속도와 파장 등을 이용하여 이를 공식으로 설명하였으며 이 공식은 물체의 이동속도가 비..
[외부은하 1] 은하 분류 1. 분류의 과학적 의미 분류는 SAPA(Science: A Process Approach)에서 정의하는 기초 탐구 과 정 중 하나로써 ‘어떤 목적을 가지고 공통적인 속성이나 조건에 따라 사물 을 범주로 구분하는 것으로 어떤 방법이나 체계에 따라 대상을 나누고 배열하는 것’으로 정의한다. NRC(2013)는 분류를 하기 위한 '패턴 인식'을 강조하며 분류를 주의 깊은 관찰로 인식된 패턴을 기반으로 물체를 가시적, 미시적 특징의 유사성 또는 기능의 유사성에 기초하여 몇 개의 그룹으로 분류 할 수 있으며, 분류는 관 계를 표현하고 수많은 객체나 과정을 그룹으로 구성하는 데 유용하다고 설 명한다. 과학에서의 분류의 기준은 인류의 지식 축적과 기술의 발전을 통해 계속해 서 변해왔으며 ..
[우주선 3] 우주선과 지구 1. 대기 연쇄 붕괴(atmospheric cascade) 공기 속에서 에너지가 큰 양성자(중성자)의 물질하중 평균 자유 경로(mean free path)는 100g㎝-2 (140g㎝-2 )이다. 평균 자유 경로는 대기 원자 및 분자의 핵과 양성자(중성자)의 핵 충돌에 의해서 결정된다. 한편, 지구 평균 대기 1기압에서 대기 물질의 양은 1,033g㎝-2이다. 그러므로 1차 우주선이 지표면에 도달하는 것은 매우 힘들다. 또, 1차 우주선은 대기 연쇄 붕괴를 형성하는 연속적인 충돌과 상호작용을 거쳐 2차 우주선을 생성한다. 1차 우주선 양성자로부터 2차 우주선 생성과정으로 평균적으로 10회 정도 충돌 후 2차 입자가 지상에 도달한다. Fig. 1-7은 1차 우주선이 지구의 대기..
[우주선 2] 우주선 세기의 변화 우주선 세기는 일정하지 않고 다양한 시간 규모에 따라 연속적으로 변화한다. 우주선 세기의 변화는 크게 두 가지로 구분된다. 첫째는 지구적(terrestrial) 요인에 의해 지구에서 검출되는 세기의 변화로 주 기적 및 일시적 변화가 있다(Table 1-1). 계절 및 일변화는 겨울철과 여름철 및 주간과 야간의 대기 구조의 차이에 의해서 발생한다. 이 효과는 뮤온 입자에 중요한 영향을 미치나 중성자에는 미미하다. 지구 자기권의 비대칭 형태는 각 지역의 지자기 cutoff의 작은 일변화를 초래하여 결과적으로 지표면에서 우주선 세기의 작은 일변화를 만들어낸다. 둘째는 지구의 자기권 밖으로부터의 지구외적(extra-terrestrial) 요인에 의한 우주선 세기 변화가 있다. ..