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우주 역사[편집]

빅뱅 우주론 (대폭발)[편집]

대폭발 모형에 따르면, 극도로 뜨겁고 작은 것으로 응집되어 있던 물질이 폭발하여 우주가 만들어진 이래, 계속 팽창하고 있다. 일반적 추론에 따르면, 공간 자체가 팽창하고 있으며, 은하들간의 거리도 부풀어 오르는 빵 속의 건포도처럼 멀어지고 있다.

대폭발은 우주의 처음을 설명하는 우주론 모형으로, 매우 높은 에너지를 가진 작은 물질과 공간이 약 137억 년 전 거대한 폭발을 통해 우주가 되었다고 보는 이론이다.[1] [2] 이 이론에 따르면, 폭발에 앞서 오늘날 우주에 존재하는 모든 물질과 에너지는 작은 점에 갇혀 있었다. 과학자들이 T=0이라고 부르는 폭발 순간에 그 작은 점으로부터 물질과 에너지가 폭발하여 서로에게서 멀어지기 시작했다. 이 물질과 에너지가 은하계와 은하계 내부의 천체들을 형성하게 되었다. 이 이론은 우주가 팽창하고 있다는 에드윈 허블의 관측을 근거로 하고 있다. 또한 그는 은하의 이동 속도가 지구와의 거리에 비례한다는 사실도 알아냈다. 이는 은하가 지구에서 멀리 떨어져 있을 수록 빠르게 멀어지고 있음을 의미한다.

우주의 역사[편집]

2008년 관측된 우주 배경 복사

현대의 물리학이 고찰할 수 있는 최초의 우주는 대폭발 이후 10−43초 부터이다. 이는 이 물리학에서 다룰 수 있는 최소의 길이인 플랑크 길이를 통과하는 시간으로, 플랑크 길이는 약 10−33cm이다. 초기 우주의 모습은 현대 물리학의 미해결 과제와 기술적 한계로 인해 많은 부분은 추론에 의존하고 있다. 지금까지의 관측 결과에 따르면 현재의 우주는 대폭발 이후 약 137억년이 경과된 것으로 보인다. 다음은 대폭발 이후 현재까지의 시간을 표시한 것이다.[3]

시간 사건
시작
0 10−43 알 수 없음, 우주의 크기는 10−26cm
10−43 10−34 급팽창, 우주의 크기는 약 100 m
약 10−27 기본입자의 출현, 우주의 온도가 약 1023까지 상승, 우주의 크기는 약 1000 km
약 10−10 반입자 소멸, 입자만이 남게 된 원인은 물리학의 미해결 과제
약 1초 우주의 온도가 약 1조℃로 하강 중성자, 양성자, 전자, 양전자의 생성
약 4초 양전자 소멸[4]
약 38만년 우주의 온도가 약 2700℃까지 하강, 원자가 형성되고 의 직진이 가능하게 됨.
우주 배경 복사는 이 때의 빛이 잔류한 것. 우주의 크기는 현재 우주의 약 1000분의 1
약 3억년 최초의 항성이 생김. 항성의 핵융합 반응에 의해 무거운 원소들이 생성됨.
약 137억 년 현재의 우주
우주의 역사

태양[편집]

태양 Sun symbol.svg
The Sun by the Atmospheric Imaging Assembly of NASA's Solar Dynamics Observatory - 20100819.jpg
2010년 미 항공우주국에서 촬영한 태양의 모습
관측 자료
거리
(지구에서부터)
149.6×10^6 km
(빛의 속도로 8.31분 거리)
실시등급 (V) −26.74m
절대등급 4.83M
분광형 G2V
중원소함량 Z = 0.0177
각지름 31.6′ – 32.7′
궤도의 특성
평균 거리
(우리 은하 중심부터)
~2.5×10^17 km
(26,000-28,000 광년)
공전 주기
(우리 은하 기준)
2.25-2.50×10^8
공전속도 217 km/s
상대속도 20 km/s
물리적 특성
평균 지름 1.392×10^6 km
(지구의 109배)
적도 반지름 6.955×10^5 km
(지구의 109배)
둘레 (적도면 기준) 4.379×10^6 km
(지구의 109배)
편평도 9×10^−6
표면적 6.09×10^12 km2
(지구의 11,900배)
부피 1.41×10^18 km3
(지구의 1,300,000배)
질량 1.9891×10^30 kg
(지구의 332,946배)
평균 밀도 1.408 g/cm3
표면 중력 가속도 273.95 m/s-2
(27.9 g)
표면에서의
탈출 속도
617.54 km/s
(지구의 55배)
표면 온도 5,855 K
코로나 온도 200만 K
의 온도 ~13.6 MK
광도 (Lsol) 3.827×10^26 W
~3.75×10^28 lm
(~98 lm/W 발광 효율)
평균 밝기 (Isol) 2.009×10^7 W m-2 sr-1
회전 특성
황도경사 7.25°
(황도로부터)
67.23°
(은하면으로부터)
북극의 적경 286.13°
(19시간 4분 30초)
북극의 적위 +63.87°
(63°52' North)
항성 자전 주기
 (위도 16°에서)
25.3800일
(25일 9시간 7분 13초)
 (적도에서) 25.05일
 (극지방에서) 34.3일
자전 속도
 (적도에서)
7.189×10^3 km/h
1.997 km/s
광구의 구성 (질량 기준)
수소 73.46%
헬륨 24.85%
산소 0.77%
탄소 0.29%
0.16%
0.12%
네온 0.12%
질소 0.09%
규소 0.07%
마그네슘 0.05%

태양(太陽)은 태양계 중심에 있으며 지구에서 가장 가까운 항성(또는 )이다. 본래 우리말로 라고 하며, 태양이란 한자어는 음양(陰陽: "물과 불", "그늘과 볕", "차가움과 뜨거움" 등)가운데 가장 큰(太) 양(陽)이라는 뜻이다. 지구를 비롯한 태양계의 여러 행성소행성, 유성, 혜성 등의 천체가 태양을 중심으로 돌고 있다. 지구는 태양을 일정한 궤도로 공전하고 있으며, 그렇기 때문에 지구에서 바라보는 태양은 연중 일정한 궤도를 운행하는 것처럼 보인다. 이 궤도를 황도라 한다. 지구는 태양을 공전하는 것 외에도 스스로 24시간에 1회 서에서 동으로 자전하기 때문에, 지구 표면의 관측자 눈에는 태양이 동쪽 지평선에서 떠올라 일정 시간 동안 하늘을 서쪽으로 횡단한 뒤 서쪽 지평선 아래로 지는 것처럼 보인다[5].

태양의 일생[편집]

태양은 주계열성의 단계에 있으며, 나이는 핵우주 연대학 및 항성진화 컴퓨터 모형에 따르면 45억 6720만 년이다. 45억 6700만년 전 수소 분자구름의 빠른 중력 붕괴로 황소자리 T형 종족I 항성이자 3세대 항성인 태양이 탄생했다.

그리고 45억 3200만년전 중심핵에서 양성자-양성자 연쇄 반응을 시작하여 주계열 단계로 진입하였다.

태양은 중심핵에서 수소를 태워 헬륨으로 바꾸는 핵융합 작용을 하는, 주계열성 단계의 중반부에 접어든 상태이다. 태양 핵은 초당 4백만 의 물질을 에너지로 바꾸고 있으며, 중성미자태양 복사 에너지를 생산한다. 이 속도라면 태양은 일생 동안 지구질량 100배에 해당하는 물질을 에너지로 바꿀 것이다. 태양은 주계열 단계에서 약 109억 년을 머무를 것이다.

태양의 일생. 태양은 약 109억 년 동안 주계열성 상태를 유지할 수 있다.

태양은 질량이 작아 초신성 폭발을 일으키지 못하는 대신, 적색거성으로 부풀어오를 것이다.


흑점[편집]

1992년에 촬영한 태양의 모습. 태양 표면에 있는 흑점의 모습이 보인다.


태양계[편집]

태양계(太陽系, 영어: Solar System 솔라 시스템[*])는 대략 46억 년 전 거대 분자 구름중력 붕괴로 형성된 태양과, 항성인 태양의 중력에 이끌려 있는 주변 천체가 이루는 체계를 말한다.

태양계의 행성왜행성. 크기 비교는 정확한 편이지만, 거리는 상당히 왜곡되었다.

태양을 중심으로 공전하는 행성소행성대를 기준으로 안쪽에 있는 네 개의 고체 행성인 수성, 금성, 지구, 화성, 즉 지구형 행성과, 바깥쪽에 있는 네 개의 유체 행성인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 즉 목성형 행성으로 알려져 있다.

행성 외에도 태양계의 구성 천체로는 소천체로 이루어진 띠도 있다. 화성과 목성 사이에 있는 소행성대의 천체 무리는 대부분 지구형 행성과 비슷한 성분을 지니고 있다. 카이퍼대와 그 소집단 산란 분포대는 해왕성 궤도 너머에 있으며, 이곳의 천체는 대부분 , 암모니아, 메탄 등이 얼어 있는 형태로 구성되어 있다. 이 띠 내에서 발견된 다섯 개의 천체 세레스, 명왕성,베스타, 하우메아, 마케마케, 에리스행성만한 힘은 없지만 자체 중력으로 구형을 유지할 만큼 크다고 인정되어 왜행성이라고 불린다. 장주기 혜성의 고향으로 알려져 있는 오르트 구름은 지금까지의 구역의 대략 천 배의 거리에 걸쳐 있다.

태양계 내에서 혜성, 센타우루스, 우주 먼지 같은 소천체는 이런 구역을 자유롭게 떠다닌다. 또한 태양으로부터 나오는 플라스마 흐름인 태양풍태양권 내에서 항성풍 거품을 만들어 낸다.

행성[편집]

수성[편집]

금성[편집]

금성

금성(金星, Venus)은 태양계의 두 번째 행성이다. 샛별, 새별로 불리기도 했다. 태양 주위를 224일 주기로 돌고 있으며 에 이어서 밤하늘에서 두 번째로 밝은 천체이다. 가장 밝을 때의 밝기는 -4.5등급이다. 금성의 명칭은 오행 중 하나인 '금(金)'에서 유래하였으며, 태백성(太白星)으로도 불렸다. 금성은 그 출현 시간에 따라 다른 이름으로 불렸는데 저녁 무렵에 나타나는 금성을 장경성라고 부르고 새벽 무렵에 나타나는 금성을 샛별 혹은 명성(계명성)이라 불렀다. 서양에서는 로마 신화의 미를 상징하는 여신의 이름을 따라 비너스 (영어:Venus)라 부른다.

금성의 내부 구조 매리너 10호가 찍은 금성
금성의 내부 구조 매리너 10호가 찍은 금성
관측[편집]
궤도상의 각 위치에서 금성의 위상.
달, 금성, 그리고 화성
궤도상의 각 위치에서 금성의 위상. , 금성, 그리고 화성

우리은하[편집]

우리은하(―銀河, 영어: Milky Way Galaxy)[6]태양계가 속해 있는 은하이다. 우리가 속해 있는 곳이기 때문에 단순히 "은하" 또는 "은하계"라고도 불린다. 은하수는 지구에서 보이는 우리 은하의 부분으로, 천구를 가로지르는 밝은 띠로 보인다. 이 밝은 띠는 다수의 별들로 이루어져 있다. 은하 중심부가 있는 궁수자리 방향에서 가장 밝게 보인다.[7][8] 천구상에서 은하면은 북쪽으로 카시오페이아자리까지, 남쪽으로 남십자자리까지에 이른다. 황도에 대한 경사로 보아, 이는 은하면에 대한 태양계 대부분의 행성 궤도면(≒황도면)이 기울어져 있다는 것을 뜻한다. 은하가 천구를 거의 똑같이 나누고 있다는 사실은 곧 태양계가 은하면에서 그리 멀리 떨어져 있지 않다는 것을 뜻한다. 우리 은하에는 은하의 중심은하의 북극이 존재하는데, 원기 B1950으로 측정한 북극의 적경과 적위는 12h 49m, +27.4˚였다.또한 우리은하계에는 2000억 개의 별이 있다고 밝혀졌다.[1]

우리 은하와 태양.


일반적인 사항[편집]

우리은하는 늙고 오래된 별들이 공 모양으로 밀집한 중심핵(Bulge)과 그 주위를 젊고 푸른 별, 가스, 먼지 등으로 이루어진 나선팔이 원판 디스크 형태로 회전하고 있으며, 그 외곽에는 주로 가스, 먼지, 구상성단 등의 일부 별 및 암흑물질로 이루어진 헤일로(Halo)가 타원형 모양으로 은하 주위를 감싸고 있다.


우리 은하의 중심 모습.

은하[편집]

은하 유형[편집]

고양이 성운

항성[편집]

항성의 종말[편집]

고양이 눈 성운[편집]

고양이 성운

고양이 눈 성운(Cat's Eye Nebula, NGC 6543)은 용자리에 있는 행성상 성운이다. 이 성운은 지금까지 알려진 성운 중 구조가 매우 복잡한 성운의 하나이며, 허블 우주 망원경을 이용한 고해상도 촬영을 통해 매듭·제트·거품·원호 모양 등의 주목할 만한 구조들이 발견되었다. 고양이 눈의 중심에는 밝고 뜨거운 항성이 있는데, 이 별은 약 1000년 전에 자신의 겉 표면을 날려버리고 성운을 형성했다.

우주구조[편집]

This graphic represents a slice of the spider-web-like structure of the universe, called the "cosmic web." These great filaments are made largely of dark matter located in the space between galaxies. Credit: NASA, ESA, and E. Hallman (University of Colorado, Boulder)


Local galaxy filaments

우주 관측 망원경[편집]

허블우주망원경
Hubble Space Telescope
HST-SM4.jpeg
애틀랜티스 우주왕복선 STS-125에서 촬영한 허블 우주 망원경. (2009년 5월 19일)
웹사이트 http://www.nasa.gov/hubble/
http://hubble.nasa.gov/
http://hubblesite.org/
http://www.spacetelescope.org/
임무기간 1990년 4월 24일 ~ (2017 ± 4)년
(궤도이탈)
우주선 제원
크기 12.9 m
임무 개시
발사일 1990년 4월 24일
발사체 우주왕복선(디스커버리 STS-31)
발사위치 케네디 우주센터
임무 종료
궤도요소
궤도유형 원형에 가까움
공전주기 96 ~ 97분
망원경 제원
유형 리치 크레시앙식 반사망원경
구경 2.4 m
집광부 4.5 m2[9]
파장 가시광, 자외선, 근적외선
관측장비
장비 1 NICMOS
특징 적외선 카메라/분광기
장비 2 ACS
특징 광학 측량 카메라 (수리 완료)
장비 3 WFC3
특징 광시야 광학 카메라
장비 4 STIS
특징 광학 분광기/카메라 (수리 완료)
장비 5 FGS
특징 3개의 미세 유도 센서
찬드라 엑스선 관측선
Chandra X-ray Observatory.jpg
웹사이트 http://chandra.harvard.edu/
우주선 제원
임무 개시
발사일 1999년 7월 23일 11:47:00 UTC
발사체 컬럼비아, STS-93
발사위치 케이프커내버럴, 미국
임무 종료
궤도요소
공전주기 64.19999694824219 시간
망원경 제원
구경 1.2 미터
집광부 0.04 제곱미터
파장 엑스선 (0.1 - 10 keV)
관측장비

허블우주망원경[편집]

허블우주망원경(Hubble space telescope; HST)은 미국 항공우주국(NASA)에서 쏘아 올려 지구 대기권 밖에서 지구 궤도를 돌고 있는 천문 관측용 망원경이다. 미국 천문학자 에드윈 허블(Edwin Hubble)의 이름을 따서 명명된 이 망원경은, 지구 대기권 밖에서 가동되는 우주 망원경들 중 가장 크고 가장 유명한 망원경이다. 1990년 4월 25일 디스커버리 우주왕복선에 실려 지구 상공 610km 궤도에 올려진 뒤 우주 관측 활동을 시작한 이래, 그 전까지 지상 망원경으로는 얻을 수 없었던 고분해능의 관측 자료를 많이 생산해내었으며, 이러한 관측 자료를 통해 천문학 발전에 많은 공헌을 하고 있다. 현재까지도 현역인 허블 망원경은 2015년 4월 24일 관측 25주년을 맞이한다. 이를 기념해 과학 학술지, 네이처는 허블이 찍은 가장 아름다운 우주 사진 10 가지를 공개하기도 했다.[10]

Hubble Space Telescope Pointing Control System Diagram

중요 탐사[편집]

Hubble's STIS UV and ACS visible light are combined to reveal Saturn's southern aurora.

토성의 남극 오로라.


Brown spots mark Comet Shoemaker–Levy 9 impact sites on Jupiter's southern hemisphere. Imaged by Hubble.

목성 Comet Shoemaker–Levy 9 충돌 장면.

우주 사진[편집]

은하 충돌


같이 보기[편집]

외부 고리[편집]

각주[편집]

  1. Feuerbacher, B.; Scranton, R. “Evidence for the Big Bang” (영어). 2009년 10월 16일에 확인함. 
  2. Wright, E.L. “What is the evidence for the Big Bang?” (영어). UCLA, Division of Astronomy and Astrophysics. 2009년 10월 16일에 확인함. 
  3. 뉴턴 2010년 10월호, 뉴턴코리아, 20-49쪽
  4. 양전자는 1927년 폴 디렉이 최초로 예견하였고 1932년 실제 관측되었다.
  5. 미국알래스카캐나다 밴쿠버, 토론토, 노르웨이오슬로, 릴레함메르, 베르겐 등 고위도로 갈수록 해가 일찍 지고 저위도에서는 늦게 진다. 겨울아이슬란드의 기 아이슬란드노르웨이의 기 노르웨이오슬로, 베르겐 등에서는 해가 오후 3시만 되어도 지고 러시아의 기 러시아의 수도 모스크바, 캐나다의 기 캐나다토론토, 오타와, 밴쿠버 등에서는 해가 오후 4시만 되어도 진다. 대한민국의 기 대한민국서울에서는 겨울에 해가 오후 5시에서 5시 30분 사이에 진다.
  6. 한국천문학회 편 《천문학용어집》 243쪽 우단 17째줄
  7. Freedman, Roger A.; Kaufmann, William J. (2007). 《Universe》. WH Freeman & Co. ISBN 0-7167-8584-6. 
  8. Pasachoff, Jay M. (1994). 《Astronomy: From the Earth to the Universe》. Harcourt School. ISBN 0-03-001667-3. 
  9. SYNPHOT User's Guide, version 5.0, Space Telescope Science Institute, p.27
  10. [http://kweisar.com/262/ 퀘이사) 허블 우주 망원경 25주년, 허블이 찍은 최고의 우주 사진 10선 2015-4-16