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우주로 나아가기 위한 첫 발 : 상대성이론(하) 우주로 나아가기 위한 첫 발 : 상대성이론 상대성이론은 역학의 새로운 표준을 제시했다는 점에서 너무 매력 있는 이론인데, 고전 역학과 다른 점을 들자면 시공간의 개념을 도입시켰다는 점을 들 수 있다. 뉴턴이 질량이 있는 모든 물체는 서로 끌어당기는 유인력이 존재한다고 했던 만유인력, 즉, 물체의 질량과 거리로 표현했던 역학을 아인슈타인은 매우 간단하게 시공간의 왜곡으로 설명한다. 뉴턴이 사과가 지구로 떨어지는 현상을 지구의 인력에 의한 현상으로 설명한다면, 아인슈타인은 지구가 구부려 놓은 공간을 따라 사과가 흐르는 것으로 설명한다는 뜻이다. 이것은 일반상대성 이론에서 구체화되는데 특수상대성 이론과 마찬가지로 한 가지 가정이 필요하다. 등가원리는 가속 좌표계에서 지구의 중력과, 중력가속도와 크기가 같은 가.. 2023. 11. 9.
우주로 나아가기 위한 첫 발 : 상대성 이론 (상) 우주로 나아가기 위한 첫 발 : 상대성 이론 아인슈타인의 상대성이론은 처음 발표 되었을 때 당시의 과학자들 조차 이해의 영역을 벗어났고 지금까지 확인된 바로 중력에 관한 거의 완벽에 가까운 이론임에도 당시에 노벨상을 수상하지 못했던 이론이다. 상대성이론은 1905년 특수상대성 이론, 1915년 일반상대성이론을 발표하였다. 아인슈타인 1879년 출생으로 당시 나이는 불과 26살 한국나이로 대학생을 갓 졸업한 나이에 불과하다. 아인슈타인의 상대성이론은 그간 고전역학으로 여겨졌던 뉴턴역학의 오차를 해결하면서 탄생하게 되었다. 뉴턴은 1643년 출생으로 아인슈타인보다 230년 전의 인물인데, 200년간 뉴턴 역학이 표준이 되어 물리학법칙을 지배했으나, 상대성이론이 등장하면서 역학의 표준이 바뀌게 되었다. 뉴턴의.. 2023. 11. 8.
인류가 살 수 있는 또 다른 지구 : 골디락스 행성 인류가 살 수 있는 또 다른 지구 : 골디락스 행성 인류의 최대 호기심이자 관심사 중 하나는 지구 외에 또 다른 행성에 지구와 비슷한 행성, 유사지구가 존재할 것인가? 그리고 문명을 이룰 수 있는 지적 생명체가 존재할 수 있을까? 인류보다 더 발전한 문명을 가진 생명체가 우주 안에 존재할 수 있을 것인가? 이런 관심사가 수많은 창작물로 만들어지고 탐사가 진행되고 희망을 품으며 찾고 있다. 인간의 상상력이 만든 멀티유니버스(다중우주), 평행세계 등도 지구상의 인류 이외의 또 다른 존재가 있기를 상상하고 희망하기에 탄생한 결과물이기도 하다. 현실적으로 인류가 취할 수 있는 방법은 지구와 비슷한 환경을 가진 행성을 찾아내는 것인데, 그 기준이 바로 골디락스 존에 놓여있는 골디락스 행성이다. 골디락스 행성은 특.. 2023. 11. 6.
지구의 형성과 생명의 기원 지구의 형성과 생명의 기원 지구는 태양계에서 생명체가 살고 있는 유일한 행성이다. 현재까지 인간의 문명과 기술로는 외계 행성 중에서 지성체는 불구하고 단세포 생명체라도 생명체가 사는 행성을 발견하지 못했다. 당연하다면 당연할 수밖에 없는 것이 지구에서 가장 가까운 항성조차 빛의 속도로 4.244광년 떨어진 센타우르스 자리에 위치한다. 당연히 항성 주변을 돌고 있는 외부 행성까지는 4광년 이상이 걸린다. 인류가 만든 가장 빠른 물체가 692,000km/h의 속도를 자랑하는 파커 태양 탐사선인데 이 우주선이 한 시간 동안 지나가는 거릴 빛의 속도로 2초 조금 넘는 시간이면 도달한다. 생명체가 살고 있는 행성이 어딘가 존재한다 해도 확인이 불가한 이유가 이런 이유이다. 그리하여 우리가 알고 있는 한 전 우주를.. 2023. 11. 6.
태양계 천체들 이름의 유래 태양계 천체들 이름의 유래 태양계 천체들은 항성, 행성, 위성, 소행성, 왜행성(왜소행성), 혜성 등으로 구분이 된다. 이 중에서 이름이 있는 천체들은 태양계의 모항성은 태양과 여덟 행성, 행성들의 위성, 소행성 일부와 왜행성 일부만이 번호가 아닌 이름을 부여하는데, 주요 천체들의 이름이 어떻게 명명되었는지 알아보자. 동양의 기준으로는 하늘에 음양오행을 담았다. 먼저 육안으로 관측이 가능한 행성들인 다섯 행성들이 오행의 중심인 수성 금성 화성 목성 토성이다. 과거 동양의 기술력으로는 천왕성, 해왕성, 명왕성은 관측되지 않았다. 동양에서는 매우 큰 양기라는 의미에서 태양이라는 이름으로 불렀고 낮과 반대인 밤에 가장 밝은 달을 음의기운으로 담았다. 5개의 행성에서 오행으로 담아내어 이름을 붙였는데 동양의 천.. 2023. 11. 6.
태양계 마지막 행성이었던 비운의 왜소행성 : 명왕성 태양계 최초의 왜소행성 : 명왕성 명왕성은 카이퍼대에 있는 왜소행성이다. 명왕성의 소행성명은 134340 명왕성으로 1930년 2월 처음 방견해서 행성으로 분류되었으나 2006년 공식적으로 행성의 지위를 박탈당한다. 약 76년간 태양계의 마지막 행성으로 위치하던 명왕성이 왜소행성으로 분류된 비운의 천체 명왕성에 대해서 알아보자. 명왕성은 처음 발견 당시 전 세계적인 화제였고, 퇴출 시에도 퇴출반대 시위까지 할 정도로 굉장히 파란만장했던 천체이다. 이름은 전 세계에서 제안을 받아서 영국소녀였던 베네티아 버니의 제안으로 이름이 붙여졌다. 굉장히 추울 것 같은 행성이니 지옥의 왕인 명왕!! 이름을 붙여준 소녀는 명왕성의 행성 지위 박탈 후 3년 뒤 세상을 떠났다. 명왕성은 지름 2,372km으로 지구의 위성인.. 2023. 11. 3.
지구의 유일한 위성 : 달 지구의 유일한 위성 : 달 지구의 유일한 자연위성인 달은 지구형 행성 중 유일한 크고 아름다운 완전한 구체의 위성이다. 화성의 위성인 포보스와 데이모스는 소행성 사이즈로 작기도 하지만 모양도 불규칙한 모습을 하고 있다. 지구의 제2위성이라고도 하는 크뤼 트네도 지구와 궤도 공명을 하고 있어서 지구 주변을 특이하게 돌고 있지만 엄밀히 말하면 위성이 아니다. 주변 천체에도 영향을 받기 때문에 단순히 소행성으로 볼 수 있다. 따라서 지구의 위성은 달이 유일하다. 달은 지구의 나이와 비슷한 45억 3천만 년 된 천체이다. 달의 지름은 3,476.2km로 지구의 1/4 정도 크기이며 부피는 지구의 2% 에 해당한다. 질량은 지구 질량의 1.2%이다. 밀도는 3.34로 무거운 편에 속한다. 지구와 비교하다 보니 굉.. 2023. 11. 2.
태양계 행성들의 어머니 별 : 태양 (하) - 태양의 일생 태양계 행성들의 어머니 별 : 태양 (하) - 태양의 일생 태양은 어떻게 탄생하였고 앞으로 어떻게 진화할 것인가? 태양의 물리량에 대해서 지난 포스팅에서 다루었는데 태양은 어떤 방식으로 탄생했고 행성들을 거느리게 되었는지 알아보자. 별의 탄생은 거대 성운에서 형성되었다는 것이 현재 과학기술에서 정설로 받아들여지고 있고, 거대 성운에서 어린 별이 탄생하는 모습이 2008년부터 포착되기 시작했다. 그를 근거로 별이 어떤 식으로 탄생하고 진화하고 소멸하는지 연구가 계속되고 있다. 태양도 마찬가지로 우주의 가스와 먼지들이 모여있는 차가운 곳에서 형성되었을 것으로 보고 있고, 태양이 탄생하면서 남은 잔해들이 행성들을 만들었기 때문에 행성들이 가지고 있는 원소들 즉, 금, 우라늄, 철 등이 이미 존재하는 상태에서 .. 2023. 11. 1.
태양계 행성들의 어머니 별 : 태양 (상) 태양계 행성들의 어머니 별 : 태양 태양은 지구가 속해있는 태양계의 중심이 되는 어머니 별로 45억 6721만 년 전에 탄생했습니다. 우주의 나이가 137억 7천만 년으로 추정하고 있는데 대략 우주의 1/3 정도 되는 기간을 살아온 샘입니다. 태양은 G2형 주계열성에 속하는 천체로 지구에서 가장 가까운 항성입니다. 지름은 1,392,700km로 지구의 109배나 되는 크기입니다. 둘레는 4,379,000km입니다. 빛의 속도로 태양표면을 돌더라도 14초가 넘게 걸립니다. 1초에 지구를 7바퀴 반을 돌 수 있는 속도임을 생각하고 보더라도 태양의 크기가 얼마나 큰지 감도 안 옵니다. 지구상에서 가장 빠른 제트기인 x-43으로 태양의 둘레를 달린다면 369시간 30분 정도 걸립니다. 약 15일 반나절입니다. .. 2023. 11. 1.
태양계에서 가장 아름다운 행성 : 지구 태양계에서 가장 아름다운 행성 : 지구 지구는 우리가 사는 태양계의 행성으로 현재까지 지성체를 비롯한 생명체가 사는 유일한 행성이다. 태양계 내뿐만 아니라 외계 행성에서도 아직까지는 생명반응을 파악한 천체는 전무하다. 지구에 생명체가 살 수 있는 이유는 모항성인 태양의 적절한 크기와 태양을부터 떨어져 있는 거리도 적절하기 때문인데 태양의 지금보다 너무 크다면 태양이 생애주기가 짧아져서 생명체가 발현하고 진화하는데 충분한 시간을 못줄 것이다. 또 한 반대로 태양의 크기가 지금보다 훨씬 작다면 생명가능 지대가 금성이나 수성쯤에 위치하게 되어 지구의 자전속도가 느려지게 된다. 물이 존재하더라도 살 수 없는 행성이 된다는 의미다. 45 억년이 된 지구에서도 인류의 출현은 전체 시간 중 0.004%만을 차지할 정.. 2023. 10. 31.
태양계 마지막 행성 : 해왕성 태양계 마지막 행성 : 해왕성 태양계 8번째 행성인 해왕성은 명왕성이 행성의 지위에서 물러나면서 태양계 가장 끝자리에 위치한 마지막 행성으로 존재한다. 해왕성은 행성 중 유일하게 관측에 의한 발견이 아닌 계산에 의한 발견으로 행성 타이틀을 얻었는데, 실제 해왕성은 절대로 육안으로는 볼 수 없는 가시등급을 가지고 있다. 해왕성의 발견은 천왕성의 궤도에 이상현상으로 인해 또 다른 행성의 존재가 제기되었고, 그 영향을 준 행성의 위치를 계산하며 관측된 행성이다. 천왕성과 똑 닮은 행성으로 바다색의 푸른빛을 띠며 줄무늬가 관측된다. 해왕성은 구조가 천왕성과 매우 비슷할 것으로 추정된다. 얼음과 암석들로 이루어져 있고 바깥층에 메테인이 존재하여 밝은 푸른빛을 띠는 것으로 보인다. 해왕성의 지름은 49,244Km .. 2023. 10. 31.
태양계 일곱 번째 행성 : 천왕성 태양계 일곱 번째 행성 : 천왕성 태양계의 8개 행성 중 7번째인 천왕성은 얼음행성이라는 타이틀을 가지고 있고 쌍둥이 같은 해왕성과 물리적 구조가 비슷한 천체로 파악하고 있다. 독특한 점이 꽤 있는 행성이지만 아쉽게도 앞으로도 추가적인 탐사 계획은 없는 행성이기도 하다. 각 행성들만의 매력과 특이한 성질 때문에 관심을 많이 가졌던 다른 행성들과는 달리 천왕성은 눈으로 발견하고도 수십 년간 행성이 아닌 외부의 어두운 별인지 아니면 혜성인지 잘 모르는 상태로 관측되다가 1781 천왕성의 발견이 공식적으로 발표되었고 태양계의 크기기 토성너머로 넓어진 계기가 되었다. 천왕성의 지름은 50,532km로 지구의 4배에 해당한다. 태양계 행성 중에서도 세 번째로 큰 행성이다. 역시 적도지름과 극지름의 차이가 약 1,.. 2023. 10. 31.
태양계 여섯 번째 행성 : 토성 태양계 여섯 번째 행성 : 토성 태양계에서 목성 다음으로 큰 행성인 토성은 태양으로부터 여섯 번째에 위치하고 있는 아름다운 행성입니다. 영화 인터스텔라에서는 인위적인 웜홀이 토성 주변에 배치되어 그 웜홀을 이용해서 외부은하로 여행을 했고, 돌아올 때도 토성 주변에서 발견되었다는 내용이 있죠. 그런 영화적 배경에도 쓰였던 토성은 어떤 매력적인 행성인지 알아보도록 하겠습니다. 토성 역시 목성형 행성으로 분류되는 행성이고 태양계에서 두 번째로 큰 행성이니 크기는 역시 어마어마합니다. 적도지름이 120,536km로 목성보다 약 2만 정도 작습니다. 둘레는 378,675km로 역시 어마어마하게 큰 행성입니다. 다만 크기는 부피기준 지구보다 763 배지만 질량이 지구의 95배 수준밖에 안 돼서 밀도는 굉장히 낮은 .. 2023. 10. 30.
태양계 다섯 번째 행성 : 목성 태양계 다섯 번째 행성 : 목성 태양계 다섯 번째 행성인 목성은 태양계 행성들 중 가장 크고 무거운 행성입니다. 목성을 제외한 모든 행성들의 무게를 합쳐도 목성의 절반도 안될 정도로 무거운 행성입니다. 물론 이런 목성도 행성에서 가장 작은 별이 되려면 최소한 지금보다 80배는 무거워져야 중심핵에서 핵융합이 일어날 조건이 됩니다. 다행인 건 별이 될 만큼 무겁지는 않아서 지구는 아직 멀쩡한 것이지요. 또 당연히 별이 될 만큼 무거워질 수 없는 이유가 행성들은 원래 항성이 탄생할 때 나오는 먼지들, 거대 성운의 잔해들이 항성 주변을 공전하며 각자의 인력들에 의해 만들어졌다고 현재까지는 받아들이고 있으니 중심별에 대다수의 질량을 가져갈 것이고 나머지가 행성이 될 것이니 목성이 별이 될 가능성은 애초에 없긴 합.. 2023. 10. 29.
태양계 네 번째 행성 : 화성 태양계 네 번째 행성 : 화성 태양계 네 번째 행성인 화성은 지구의 대안행성으로 가장 유망하다는 관점에서 인류의 관심을 꾸준히 받고 있는 행성입니다. 우주는 지금도 팽창하고 있고 과거에는 화성이 지금의 지구 위치에 있었다고 생각하면 혹시나 액체 상태의 물이 존재하지 않았을까? 생명체의 흔적은 없을까? 이런 이유로 매우 매력적인 행성이지요. 칼 세이건이 테라포밍이라는 개념을 이야기한 이후로 인류는 화성에 매우 집착하기 시작했는데요. 거의 광기 수준의 집착을 보여줍니다. 아이언맨 실사판이라는 일론 머스크가 화성이주 계획을 실현하겠다고 (2026년에서 2029년으로 살짝 연기했지만) 집착 아닌 집착을 보이고 있는 행성이 바로 화성입니다. 대체 왜 이렇게 화성에 집착하는 건지 알아볼까요? 화성은 태양계에서 네 .. 2023. 10. 27.
태양계 두 번째 행성 : 금성 태양계 두 번째 행성 : 금성 태양에 두 번째로 가까운 행성인 금성은 내행성이면서 암석으로 이루어진 지구형 행성이다. 나이는 태양계 대부분의 행성이 태양이 탄생하고 나서 얼마 지나지 않아 태어났으므로 약 45 억년 된 행성이다. 금성은 지구형 행성 중에서 지구와 크기가 가장 비슷한 행성이지만 수성과 마찬가지로 사람이 살 수 있는 환경은 전혀 아니다. 금성은 지름이 12,104km인 구체형 행성으로 지구 지름 12,742km에 비해서 아주 조금 작을 뿐이다. 약 0.95배 사이즈라고 보면 된다. 밀도도 지구보다 조금 낮은 행성이라 내부 구조도 지구와 비슷할 것으로 추정하고 있다. 추정하고 있는 이유는 실질적으로 금성은 땅이 있지만 땅을 밟을 수 있는 환경이 아니기 때문이다. 탐사선을 보내서 착륙을 시켜도 .. 2023. 10. 27.
태양계 첫 번째 행성 : 수성 태양계 첫 번째 행성 : 수성 수성은 태양계의 첫 번째 행성이다. 태양이 탄생하면서 태양계 내의 대부분의 행성이 비숫하게 탄생했기 때문에 수성의 나이도 지구와 비슷하게 45억 년 정도 되었다. 수성은 태양에서 가장 가까이에 있으면서 태양계 행성 내에서 가장 작은 행성이기도 하다. 지름은 4,879.4Km로 서울에서 부산까지 직선거리로 325km임을 고려했을 때, 지름의 크기는 서울에서 부산까지 거리의 15배 정도로 작은 행성이다. 한반도 남북길이가 약 1,100km 임을 감안하면 고작 한반도 4개면 수성의 지름을 채울 수 있다. 수성을 자동차로 한 바퀴 돌려면 얼마나 걸릴까? 둘레는 15,329Km로 서울톨게이트에서 부산톨게이트까지 417km임을 고려할 때, 왕복 18번에 편도 한번 정도 생각하면 된다... 2023. 10. 27.
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