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별16

성운과 별의 탄생 이야기 성운과 별의 탄생 이야기 성운은 주로 수소와 약간의 헬륨으로 이루어져 있다고 한다. 아주 넓은 공간에 흩어져 있어서 성운에 따라서는 별 수백 개의 질량에 해당하는 큰 질량을 가지고 있는 것도 있다. 그러나 성운이 퍼져 있는 공간이 매우 넓기 때문에 성 운의 밀도는 매우 낮아 공간은 거의 텅 빈 것처럼 보인다고 한다. 성운의 중심에서 도 1cm2에 겨우 10개 정도의 수소를 발견하는 것이 고작이다. 그리고 온도 가 영하 270°C 정도로 아주 낮아서 입자들이 매우 천천히 움직이므로 입자 들 사이에 충돌은 거의 일어나지 않다고 한다. 성운에서 우연히 다른 곳보다 밀도가 높게 된 부분이 핵이 되어 이 점을 중심으로 더 큰 질량이 응축하게 되는데 이런 점들을 글로벌(globule)이라고 한다. 글로벌들은 별들의.. 2022. 12. 16.

오리온자리와 별자리의 탄생하다 오리온자리와 별자리의 탄생하다 오리온자리를 구성하는 큰 사각형의 위쪽 변을 이루는 두 별 중에서 조금 고도가 높고 북쪽으로 보이는 별이 오리온자리에서 가장 밝은 별인 베텔게우스이다. 베텔게우스는 600광년 정도 떨어져 있는 오렌지색의 1등성으로 맨눈으로 보아도 주황색으로 보이는 것을 금방 확인할 수 있다고 한다 오리온자리를 찾는 것은 매우 쉬운 일이다. 오리온자리가 잘 보이는 겨울철에 하늘을 쳐다보기만 하면 누구라도 오리온자리를 한 번에 구별해낼 수 있다. 그것은 오리온자리가 눈에 잘 띄는 두 개의 1등성과 두 개의 2등성이 멋진 사각형을 이루고 있기 때문이다. 그 사각형의 중심 부분에 세 개의 2등성이 마치 삼 형제처럼 나란히 빛나고 있기 때문이다. 베텔게우스에서 큰 사각형의 대각선 방향에 있는 1등성.. 2022. 12. 14.

가장 밝은 큰개자리와 시리우스 별자리 이야기 가장 밝은 큰개자리의 시리우스 서양에서는 시리우스가 태양과 함께 뜨고 지는 7월과 8월을 개의 날(Dog Days)이라고 하는데 이는 시리우스와 태양의 빛이 합 해져서 더워졌다는 의미이다. 고대 이집트인들은 시리우스가 태양이 떠오르기 직전에 뜰 때마다 나일강에 홍수가 난다는 것을 알 아내고 시리우스의 운동을 중심으로 달력을 만들었다. 시리우스 동반성의 질량은 시리우스 질량의 3분의 1밖에 안되지만 우리 태양의 질량과는 비슷한 것으로 계산되었다. 시리우스와 동반성에서 오는 빛을 조사해 보면 두 별의 온도는 거의 같은 것으로 보인다. 그래서 그 들은 시리우스가 태양이 뜨기 직전에 뜨는 시기를 일 년의 시작으로 삼았다. 시리우스는 이처럼 일찍부터 인간 생활과 깊은 인연을 맺고 있었다. 수많은 별 중에서 가장 .. 2022. 12. 12.

별과 별자리의 대한 이야기 별과 별자리의 대한 이야기 별자리는 본래 약 5,000년 전에 메소포타미아 지방에 살던 칼데 아인들이 별들에 관심을 가지고 별들을 몇 개씩 묶어 동물이나 영웅의 이름을 붙이기 시작한 데서 유래한 것으로 알려졌다. 기원전 3,000년 전에 만들어진 표석에는 양, 황소, 쌍둥이, 게, 사자, 처녀, 천칭, 전갈, 궁수, 염소, 물병, 물고기 등 태양이 지나가는 자리의 12개 별자리인 황도 12궁을 포함한 20여 개의 별자리가 기록되어 있다. 이집트에서도 기원전 1,000년경에 이미 40여 개의 별자리가 정해져 있었다고 한다. 그 후 이러한 별자리들은 그리스에 전해져서 별자리 이름에 그리스 신화의 신이나 동물들의 이름이 더해지게 되었다. 2세기경에 고대 천문학 체계를 완성한 프톨레마이오스의 『알마게스트』에는 .. 2022. 12. 10.

별의 밝기와 색깔을 알아보기 또한 스펙트럼의 비밀 [별의 밝기와 색깔] 처음으로 별의 밝기를 정량적으로 다루었던 사람은 알렉산드리아 시대의 히파르코스와 프톨레마이오스였다. 그들은 별의 밝기를 6등급으로 나누고 가장 밝은 별을 1등성이라고 했으며 가장 희미하게 보이는 별을 6등성이라고 하였다. 하늘의 별들은 금방 눈에 들어오는 밝은 별에서부터 맨눈으로 는 보이지 않는 희미한 별까지 밝기가 매우 다양하다. 예전부터 별을 관찰해 온 사람들에게는 이 별의 밝기와 별의 색깔이 어떤 별을 특정 지워주는 가장 중요한 자료가 되었다. 그래서 사람들은 별 들의 밝기에 많은 관심을 가져왔다. 따라서 하늘에 보이는 별 중에서 가장 밝은 별이 1등성이고 어두워서 겨우 눈에 보이는 별들이 6등성이다. 6등성보다 더 어두운 별들은 맨눈으로는 보이지 않기 때문에 망원경을 이용해야.. 2022. 12. 9.

별과 우주의 척도는 무엇인지 알아보자 우주의 척도는 무엇인지 알아보자 1905년에 하버드 대학의 천문학자였던 리 비트(H.S. Leavitt)는 페루에 위치한 천문대가 찍은 마젤란은하에 있는 변광성 들의 자료를 입수했다. 마젤란성운에는 많은 케페이드 변광성이 있는데 별의 밝기가 변하는 주기는 1.5일에서 127일에 이르는 것까지 매우 다양했다. 리비트는 마젤란은하에 있는 별들까지의 거리가 비슷할 것으로 가정하고 관측되는 별의 밝기와 주기의 관계를 알아내려고 관측 결과를 조사했다. 한 종류는 실제로는 두 별이 가까이서 서로 질량 중심을 중심으로 회전하고 있는 이중성으로 달이 태양 빛을 가려 일식을 일으키는 것과 마찬가지로 서로 다른 별을 가려 전체적으로 어둡고 밝게 보이는 식변광성이다. 또 다른 변광성은 별의 크기가 주기적으로 부풀어 올라 다.. 2022. 12. 9.

우주에서의 거리 측정 대략 알아보자 우주에서의 거리 측정 대략 알아보자 사실 현대를 사는 우리가 예전 사람들에 비해 참으로 넓은 우주를 알게 된 것은 예전 사람들이 사용하던 자와는 다른 새로운 자를 발견했기 때문이다. 우리는 현재 우주의 크기를 재는 세 가지 자를 가지고 있다. 우리는 천문학적 숫자라는 말을 자주 사용한다. 실제로 천문학에서 다루는 숫자들은 참으로 큰 숫자들이다. 그런데 이 큰 숫자 중에서도 가장 관심을 끄는 것은 거리를 나타내는 숫자이다. 도대체 우리로서는 상상하기도 힘든 먼 거리를 이야기하고 있기 때문이다. 이런 숫자를 듣다 보면 어떻게 이런 숫자가 나왔을까 하는 의심을 품지 않을 수 없다. 우리가 알고 있는 거리 측정 방법으로는 이렇게 큰 거리를 측정할 수 없기 때문이다. 그것은 연주시차 법과 케페이드 변광성의 주기를.. 2022. 12. 8.

우리 가까이에 있는 아름다운 우주 이야기 우리 가까이에 있는 아름다운 우주 이야기 눈을 들어 하늘을 쳐다보면 우주는 언제나 그곳에 있다. 우리가 하루하루의 생활에 쫓겨 우주를 잊고 살아가는 사이에도 우주는 온갖 신비를 가득 담고 우리 머리 위에 시간을 지나며 존재하고 있다. 우리는 우리가 어떻게 존재하게 되었는지를 알지 못하지만, 우주가 어떻게 존재하게 되었는지는 더더욱 알지 못한다. 우주가 어떻게 존재하게 되었는지는 더더욱 모른다. 그러나 인간은 알 수 없는 것을 동경하고 탐험하고 밝혀내려는 끝없는 의지를 갖추고 있다. 우리는 큰 우주를 보면서 인간의 적은 노력이 우주에 대해 과연 무엇을 알아낼 수 있을까 생각도 든다. 그런 의문을 가져보기도 한다. 그러나 그렇다고 해서 우주에 대한 도전과 동경을 멈출 수는 없다. 우주를 향한 인간의 끝없는 .. 2022. 12. 6.

우주에 미친 듯 날뛰는 혁명 관한 이야기 우주에 미친 듯 날뛰는 혁명 관한 이야기 별 하나는 쪼그라들어서 하얗게 달아올라 빛을 내고 있다. 이것은 우리의 태양 같은 별이 쪼그라들어 지구보다 더 작은 공간 속으로 밀려들어 간 '흰색 난쟁이 이별'이다. 우주의 절반쯤 떨어진 곳에서 잘못 맺어진 한 쌍이 죽음의 춤에 갇혔다. 거의 생애 마지막에 이른 별 두 개가 치명적인 중력에 붙잡혀 한데 어울려 돈다. 그 상대가 되는 별은 팽창해 엄청난 크기가 되었다. 이것은 차가운 붉은색 괴물로 원래 몸통의 몇 배로 팽창해 마지막 남은 연료를 태우는 큰 별이다. 빨간 큰 별과 흰색 난쟁이별은 서로의 중력에 붙잡혀서 서로의 둘레를 돈다. 이 한 쌍을 만들어낸 중력이 이들을 파괴하는 중이다. 짝에게 이끌린 채 부풀어 오른 큰 별은 쭈그러지면서 거대한 눈물방울 속으로.. 2022. 11. 21.

법칙들의 대담하게 구성된 물질의 우주 초대칭 알아보자 초대칭이 정확하다면 과학자들은 우주 탄생 직후의 시기를 분석할 수 있게 된다. 저 불의 폭발이 있고 아주 짧은 첫 수간을 보는 것이다. 이 경우 물질의 수수께끼가 완전히 해결될 것이며, 우주론자들은 우주에 있는 물질의 세세한 부분까지 이해하게 될 것이다. 그림자 속에 들어있는 이들 대응 입자들이 검출되지 않는다면 초대칭 이론은 단순한 수학적 장난감이 되고 만다. 프톨레마이오스 우주처럼 그것도 우주의 작동을 설명하는 듯이 보이지만 정확하게 현실을 반영하지는 못했다. 중성미자보다 더 이상한 것이 있다. 거의 질량이 없는 이들 입장들보다 찾아내기 어려운 어떤 것이다. 어쨌든 물리학자들은 그렇게 생각한다. 아니면 그들은 처음부터 다시 시작해야 할 것이다. 모든 입자는 아직 발견되지 않은 짝 입자인 초대칭짝을 갖.. 2022. 11. 12.

바다뱀자리와 까마귀자리 별자리와 신화 이야기 바다뱀자리 Hydra 바다뱀자리는 온 하늘에서 가장 긴 별자리이다. 게자리 아래에서 뱀의 머리부분이 시작하여 남쪽하늘을낮게 가로질러 천칭자리까지 이어진다. 바다뱀의 몸은 밤하늘의 1/4바퀴를 돌아 감싸고 있으며 넓이도 다른 별자리가 상대하기 어렵다. 희미한 다섯개의 별이 오각형으로 모여 만든 바다뱀의 머리는 사자자리의 레굴루스와 작은개자리의 프로키온 사이에서 쉽게 찾을 수 있다. 가만히 쳐다보면 뱀머리와 너무 닮았다. 바다뱀은 헤라클레스의 두번째 모험에서 물리친 괴물로 머리가 아홉게 달린 히드라이다. 머리가 하나 잘리면 둘이 생겨나서 무턱대고 머리를 자라서는 이길수 없는 괴물이었다. 그렇지만 헤라클레스는 꾀를 내게 되고 머리를 자르자마자 그곳을 횃불로 태워버려 다른 머리가 자라지 못하도록 하였다. 이런 .. 2022. 10. 19.

사자자리 Leo 와 작은 사자자리 Leo minor 별자리와 신화 이야기 봄의 전령인 사자자리가 해진 후 동쪽 지평선 위로 떠오를 때쯤이면 겨우 내 일등성이 수 놓았던 겨울 별자리는 뉘엿뉘엿 서쪽 하늘로 넘어간다. 가벼운 옷차림으로도 부담스럽지 않을 만큼 따듯해진 밤공기는 모처럼 밤하늘 여행을 즐길 수 있는 여유를 베푼다.페르시아, 시리아, 이스라엘, 인도, 바빌로니아 모두 이 별자리를 명칭을 사자로 불렀다. 사자자리는 지금까지도 88개 별자리 중 가장 오래된 별자리에 속한다. 사자는 모양은 사자의 갈기를 표현한 것이 대부분이다. 땅을 박차고 오르는 사자자리의 웅장한 모습과는 달리 그리스 신화에 나오는 사자자리 전설에는 헤라클레스의 용맹함이 더 잘 나타나 있다. 제우스와 알크메나 사이에서 태어난 헤라클레스는 제우스의 아내 헤라의 미움을 받게 된다. 헤라의 계략에 헤라클레스는 .. 2022. 10. 14.

목동자리 와 육분의 자리 대한 별자리와 신화 이야기 목동자리 Bootes 먼저 목동 별자리에 대해서 풀어보자면, 봄 하늘에 높게 솟아오르는 큰곰자리를 뒤쫓으며 동쪾하늘에 떠오르는 별자리이다. 큰 곰을 잡으려는 사냥꾼에 비유되기도 한다. 그리스 신화에서 목동은 제우스의 연인 칼리스토의 아들 아르카스라고 전해진다. 칼리스토를 질투한 해라는 칼리스토를 큰 곰으로 만들어 버린다. 엄마를 잃은 아르카스는 마음씨 착한 농부 손에서 훌륭한 사냥꾼으로 자란다. 어느 날 숲속에서 사냥하다 어머니가 변한 곰을 만난다. 칼리스토는 자신이 곰인 걸 까맣게 잊고 아르카스에게 달려가고 아르카스는 달려드는 곰에게 활을 겨눈다. 이 장면을 보다 못한 제우스는 둘을 별자리로 만들어 하늘에서 함께 살게 한다. 신화에서는 헤라가 가정의 여신이면서 아무리 질투 때문에 모자 관계에 대한 부분.. 2022. 10. 13.

별자리의 탄생 알아보기 동서양에는 문명권마다 옛날부터 내려온 나름대로 별자리가 있다. 밤하늘에 흩어져 있는 별을 무리 지어, 지역이나 문화적 특성에 따라 알기 쉬운 이름을 붙이게 되었다. 과거에서 지금까지도 천문학에서는 표준으로 정하여 여러 나라가 함께 사용하는 별자리는 서양 별자리로 사용하고 있다. 5천년을 거슬러 올라가면 메소포타미아 지방에서 그 뿌리를 찾을 수 있다. 메소포타미아 지방에서 발굴된 점토판이나 비석에는 태양, 달, 행성과 더불어 염소, 양, 전갈 모습을 닮은 서양 별자리의 초기 모습이 그려져 있다고 한다. 그 점토판이나 비석을 보면 지중해를 끼고 무역하던 페니키아 상인들은 메소포타미아에서 만들어진 별자리를 그리스어로 쓰여 있으며 이야기가 쓰여 있다고 한다. 그리스인은 신화의 여러 주인공을 별자리에 포함하면서 .. 2022. 10. 12.

우주의 물질은 어디서 오는가 우주의 물질은 어디서 오는 것일까? 대칭과 비대칭은 입자물리학자들에게 강력한 도구다. 원자보다 작은 세계 전체가 대칭적으로 구성된 것으로 보인다. 제10장에서 살펴보았듯이 아마도 초대칭에 의해 만들어졌을 것이다. 이 우주에서 새로운 대칭의 발견이나 이미 견고한 것으로 보이던 대칭의 붕괴는 우주가 작동하는 방식에 대해 또 다른 근원적인 진리를 나타내는 표시가 되곤 한다. 입자물리학에서 중요한 세 가지 대칭들은 각기 그 첫 글자를 따서 C P T라고 부른다. 1950년대 말까지 과학자들은 p 대칭 우주를 지배하는 기본 법칙이라고 생각했다. 당신이 마법을 이용하여 우주를 슈퍼 거울에 비춘다면, 두 우주는 구분할 수 없이 똑같을 것이다. 하지만 원자보다 작은 규모에서 바라보자 거울에 비친 물질이 보통의 물질과 .. 2022. 10. 4.

우주들의 배경과 음악 천구들의 이야기 우주들의 배경과 음악 천구들의 이야기 우리는 앞서 이미 두 번이나 이런 종류의 응축과정을 보았다. 빅뱅이 있고 1백만분의 1초 만에 우주가 식으면서 자유로운 쿼크들을 결합해, 쿼크 글루온 플라즈마에서 양성자와 중성자를 만들어낸 것이 처음이다. 몇초 뒤에 다시 양성자와 중성자가 식으면서 서로 결합하여, 핵 합성 시기 몇 분 동안 다양한 종류의 핵들이 만들어졌다. 이와 비슷하게 지금 세 번째로 우주가 식으면서 핵과 전자들이 결합하여 원자를 만들었다고 한다. 이것이 재결합이라고 알려지는 과정이다. 하지만 세 번째로 우주가 식어서 응축되기까지는 매우 긴 시간이 걸렸다. 재결합이 이루어지는 3,000도에 도달하기까지는 대략 40만 년의 시간이 걸렸다. 그 중간의 시간, 그러니까 빅뱅 이후 몇초부터 재결합이 이루어.. 2022. 10. 3.

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