천문학과 우주

우주는 모든 시간, 공간, 물질과 에너지를 관측하고 설명하는 학문입니다.

우주를  구성하는 천체들에서 일어나는 모든 자연현상은 물론  수학, 물리학,  지식을 연구하는 학문입니다.

우리몸을 구성하고 있는 화학 원소들은 아주 오래전 사라진 별들의 중심에서 생성되었다고 합니다.

이렇듯 우리의 상상을 초월하는 방대한 학문에 대해서 알아보겠습니다.

 

우주관

수천 년에 이르도록 천체과학자들은 하늘을 보며 별들의 질서가 존재함을 알아 냈으며,  질서를 통해 하늘을 지도삼아 방향을 찾는 데 사용하였습니다.

 

오늘날  밤하늘의 모습은 수백 년 수천 년 전에 우리의 조상들이 보아 왔던 밤하늘의 모습과 크게 변하지 않았습니다.

하지만, 천문학이 발전하고 성장하면서 우리가 보고 있는 것에 대한 해석도 변화 하였습니다.

 

별의 생성

큰 별들의 거대한 폭발을 통해  생성된 원소들이 멀리 긴 시간에 걸쳐 흩어지며 모이면서  만들어 졌습니다.

이러한 물질들은 기체구름으로 모여지고  이런 구름들이 중력으로 뭉쳐지면서, 새로운 별을 생성하게 되었습니다.

 

지구에 있는 모든 사물들은 우주의 또 다른 공간에서 온 원자들을 포함하고 있습니다.

어떤 새로운 공간에서 다른 생명체, 우리 문명에서의 인간보다 더욱 지적인 존재들이 그들의 밤하늘을 호기심을 가지고 올려다 볼수 있을 것입니다.

 

그들또한 이 별의 인간들처럼 우주에 대한 호기심을 가지고 있을 것이 분명합니다.

 

천구

별자리들은 밤에 시간이 지나가면서, 동쪽에서 서쪽으로 천천히 이동합니다.

별들의 위치는 밤하늘의 행진이 진행되는 동한 상대적으로 변하지 않습니다. 이러한 사실은 고대의 점성술사들에게 별들은 지구 주위를 돌고 있는 천구에 붙어서 움직이고 있다고 확신했습니다.

천구는 하늘의 천장에 그려진 별들의 지붕

초기 학자들은 천구가 고정되어 있으며, 지구 주위를 돌 때 별들이 어떻게 천구와 함께 움직이는 지를 보여주었습니다.

또한 삽화는  수 많은 별이 북극성에  있는 점들 주위로 원을 그리며 움직이는지를  보여줍니다.

고대인들에이 이 점들은  점 주위로 천구 전체가 회전하는 바로 그러한 점이었습니다.

 

 별들의 운동은 천구의 회전이 아니라 지구 자전의 결과라는 것을 오늘날의 우리는 알고 있습니다.

지구의 자전축이 향하고 있는 방향을 나타내는 것이 북극성이라는 것을 알고 있습니다.

지구의 자전축이 천구를 만나는 점을 천구의 북극과 남극이라 부르고, 천구의 북극과 남극 사이를 절반으로 나눈 면을 천구의 적도라고 부릅니다.

지구의 적도면을 천구로 확장시켰을 때 교차하는 면을 나타냅니다.

 

별자리

맑은 날 밤 해가 저물고 해가 뜰 때까지 우리는 약 3,000개의 빛으로 된 점을 볼 수 있습니다.

육안으로는 약 6,000개 이상의 별이 보일것입니다.

이들 별들과 는 아무런 연관성이 없다 하더라도 우리 인간은 그들과의 연관성을 찾으려 했습니다.

고대의 인간들은 가장 밝은 별들을 별자리라 칭하고 패턴과 연관을 지었습니다.

고대의 천문학자들은 신화적인 존재, 동물 또는 영웅의 이름을 따서 별자리의 이름을 지었습니다.

 

오리온 별자리는 10월 부터 3월에 이르는 밤하늘에서 가장 뚜렷이 보이는 별자리 입니다.

그리스 신화에서 거인 아틀라스의 일곱 딸인 플레아데스에 대한 여색을 좋아하는 열정으로 유명합니다.

 

오리온 별자리와 같이 어떤 특정한 별자리를 구성하고 있는 별들은 실제 우주공간에서 서로간의  연관성은 천문학적 기준으로 봐도  없습니다.

그 별들은 눈으로 관측하기에 밝고 우연히 지구에서 볼때 같은 방향에 위치 하고 있을 뿐입니다.

지구 같은 행성의 어떤 지역들을 나누기 위해 학자들이 대륙을 이용 한다거나, 정치인이 선거구를 만드는 것과 마찬가지로 별자리는 천문학자들이  하늘의 영역을 표시하는 수단을 제공합니다.

전체적으로 88개정도의 별자리가 있지만, 이들 중  대부분이 북아메리카에서 관측 가능합니다.

 

별자리

 

 

북극성자리 (Ursa Major)

북반구에서 가장 잘 알려진 별자리로, 대개 "큰곰자리"라고도 불립니다. 북극성자리는 대척점이 위치하는 곳으로 유명하며, 그 중앙에 있는 별인 "북극성"은 북쪽을 가리키는 역할을 합니다.

오리온자리 (Orion)

오리온자리는 겨울철에 가장 두드러지게 관측되는 별자리로, 오리온 대사자리라고도 불립니다. 그 중앙에는 오리온대사자라고 불리는 밝은 별들이 모여 있습니다.

사자자리 (Leo)

사자자리는 봄철에 가장 잘 알려진 별자리 중 하나로, 사자라고도 불립니다. 이 별자리에는 밝은 별들이 한 줄로 연결되어 있습니다.

차량자리 (Cassiopeia)

차량자리는 북반구에서 가장 잘 알려진 "왕의 왕관자리"라고도 불리는 별자리입니다. 이 별자리는 W자나 M자 모양으로 별들이 연결되어 있다고 알려져 있습니다.

남십자자리 (Crux)

남십자자리는 남반구에서 가장 잘 알려진 별자리로, 남십자라고도 불립니다. 이 별자리는 네 개의 별로 십자가 모양을 이루어져 있습니다.

 

지구의 궤도 운동

24시간 정오에서 다음 정오까지 태양일은 태양시간의 기본 단위입니다. 이것은 지구 자전의 결과

 

매일 밤 천구에서 보이는 영역은 전날 밤과 비교해 볼 때 약간 이동한 것처럼 보입니다. 이러한 이동으로 하루는 별을 기준으로 츣정되어 항성일(sidereal day)이라고 합니다. 이러한 단어의 뜻은 별입니다.

태양을 기준으로 정오에서 정오까지의 시간인 태양일과 항성일은 값의 차이가 납니다.

초기 천문학자들에게 이러한 관측은 밤과 낮을 정의해 주는 태양이 천구에 상대적으로 움직이고 있다는 뜻입니다.

우리가 밤하늘에 보이는 것들이 달라지는 것은 간단하게 태양의 운동을 반영하는 것입니다.

 

지구는 두 가지 방법으로 동시에 운동을 합니다.

 

자전축을 중심으로 자전하며, 동시에 공전하고 있는 것입니다. 지구가 자전축을 한 바퀴 돌 때마다 지구는 태양 주위의 궤도를 따라 조금씩의 거리를 움직입니다.

지구는 태양이 하늘에서 보이는 위치에서 돌아올 때까지 360도 보다 조금 더 자전을 해야 합니다.

그래서, 지구의 자전주기(1항성일)는 정오에서 다음날 정오까지의 시간보다 좀 짧은데, 이것은 약 4분의 차이가 납니다.

 

계절

지구는 봄, 여름, 가을, 겨울의 네 가지 계절로 나뉘어집니다. 계절은 지구의 자전과 공전에 의해 발생하는 현상으로, 일년 동안 기온, 날씨, 자연 환경 등이 변화합니다.

 

지구의 궤도운동으로 태양은 1년이 지나는 동안 배경에 있는 별들과 비교해 볼 때 이동하는 것처럼 보입니다.

천구상에서 태양이 지나가는 궤적을 황도라 하며, 태양이 황도를 따라 움직이면서 지나가는 12개의 별자리는 고대의 점성술가들에게는 아주 특별한 의미였습니다.

 

황도의 평면은 태양 주위를 돌고 있는 지구 궤도가 이루는 평면입니다.

지구의  자전축이 궤도 평면과 기울어저 있기 때문에 생긴 결과입니다. 따라서, 계절은 태양과 지구 사이의 거리가 아니라 지구가 태양에 대해 기울어졌기 때문에 생기는 것입니다.