천문학에 대한 2번째 이야기

이번에는 저번글에 이어서 천문학에 대한 기원과 역사의 다음부분과 나머지 부분에 대해 작성할것이다 

천문학은 르네상스 기간에 문화로서 많이 발전이 있었던 시대로 코페르니 쿠스가 태양중심설을 제안했으며 이는 갈릴레이와 케플러에 의해 좀 저 확장되고 발전되었다고 볼수있다 갈릴레이는 처음으로 천문학에 망원경을 도입하였다 케플러는 마침내 행성들이 태양을 초점에 놓는 타원궤도를 공전하는 정확한 태양계모형을 고안해 냈지만 행성들이 타원궤도를 그리는 근본적인 이유는 알지 못하였다 이는 마침내 뉴턴이 천체역학과 중력의 법칙을 발견함으로써 해결되었다 여기서 그 유명한 뉴턴의 법칙이 나온다  뉴턴은 또한 새로운 방식의 반사망원경을 고안하기도 하였다고한다 망원경의 크기와 성능이 향상되면서 많은 천문학적 발견들이 이루어졌다 프랑스 천문학자 리카유에 의해 방대한 별의 목록이 만들어졌으며 허셜은 방대한 성운 성단목록을 제작했고 1781년에는 처음으로 새로운 행성인 천왕성을 발견하게 된다 이 시기에 천왕성이 발견된것이다 1838년에는 배셀이 백조자리의 61별의 연주시차를 측정함으로서 처음으로 별까지의 거리를 측정하였다고한다 18에서 19세기 중에는 오일러 달랑베르 클레로 등이 삼체문제를 해결하기 위해 많은 노력을 기울였으며 이로써 달과 태양의 위치를 보다 정확히 예측할수있게 되었다 라그랑주와 라플라스는 이러한 노력을 더욱더 발전시켜서 달과 행성의 섭동으로부터 질량을 추정하기도 하였다 분광락과 사진술 같은 새로운 기술의 발전으로 천문학에 획기적인 발전이 이루어졌다 프라운호퍼라는 인물은 1814년부터 1815년에 태양의 스펙트럼에 대하여 약600여개의 어두운 띠를 발견하였는데 이는 1859년에 키르히호프에 의해 각기 다른 원소들떄문에 생긴다는것이 밝혀졌다 분광학을 다른 별들에 적용함으로써 별들이 태양과 같은 천체이며 다만 온도 질량 크기가 다른것이라는 사실이 정립되었다 17세기를 다시보면 천문학은 17세기를 전후로 하여 발명된 망원경으로 천문학은 더 멀리 볼수있게 되었고 20세기에 이르는시기에 발전되 역학 전자기학 상대성 이론과 같은 현대 물리학의 업적은 천문학과 서로 도움을 주고 받으면서 새로운 장을 열었다 망원경은 천문학에 큰 도움을 주었던 것 같고 덕분에 20세기에 접어들어 인간은 지구를 벗어나 우주공간에서 우주를 관찰탐험하는 경지에 이르렀다 

이것이 20세기에 들어서는 하늘에 보이는 은하수사 별들의 집합인 우리은하라는 사실이 확립되었고 여기에 이어서 우리은하 밖의 외부은하 그리고 우주의 팽창이 발견되었다 현대 천문학은 또한 펠서 퀘이사 전파은하 블레이져 같이 이름도특이한 천체들을 발견하였고 이러한 관측들은 이를 중성자별 블랙홀로 설명하는 이론의 발전에 중요한 역할을 하였다 우주 마이크로파 배경 허블의 법칙 우주의 원소함량등의 관측이 지지하는 대폭발 이론의 등장으로 물리적우주론은 20세기 들어와 큰 성공을 거두었다 우주망원경의 발전으로 지구대기에 흡수되어서 그동안관측할수없었던 전자기파의 영역을 통한 관측이 가능하게되었다 그럼 여기서 나온 이론을 몇가지 알아보겠다 우선 유명한 블랙홀을 먼저 알아보겠다 블랙홀이란 강력한 밀도와 중력으로 인해 입자나 전자기복사 빛을 포함한 그 무엇도 빠져나올수 없는 시공간의 영역으로서 일반 상대성이론은 충분히 밀집된 질량이 시공간을 뒤틀어 블랙홀을 형성할수 있음을 예측한다 블랙홀로부터의 탈출이 불가능해지는 경계를 사건의 지평선이라고 하는데 어떤 물체가 사건의 지평선을 넘어갈경우 그 물체에게는 파멸적 영향이 가해지겠지만 바깥 관찰자에게는 속도가 점점 느려지고 그 경계에 영원히 닿지 않는것처럼 보인다 블랙홀은 빛을 반사하지 않기에 이상적인 흑채처럼 행동한다 또한 휘어진 시공간의 양자장론에 따르면 사건의 지평선은 블랙홀의 질량에 반비례하는 온도를 가진 흑채같은 스펫트럼의 열복사를 방출하며 이를 호킹복사라고 한다 어려운 용어가 계속 나오고있지만 계속 서술해보자면 항성질량 블랙홀의 경우 이 온도가 수십억분의 1켈빈 수준이기에 그 열복사를 관측하는것은 본질적으로 불가능하다고한다 블랙홀의 안을 들여다볼수는 없지만 관측을 통해 중성자별을 비롯한 다른 유사천체들을 제외함으로써 천문학자들은 블랙홀의 후보들이 포함된 쌍성계를 셀수없이 많이 발견해냈고 우리은하 중심방향에 존재하는 전파원 궁수자리가 4백 3십만의 초대질량 블랙홀임을 밝혀내었다 다시 천문학의 종류로 되돌아와서 서술해보자면 몇가지 있는데 전파천문학을 먼저 볼것이다 전파천문학은 약 1미리미터보다 긴 파장대의 전자기파를 연구하는 분야로서 관측천문학의 다른 분야와는 달리 관측된 전파를 개개의 광자로 다루기보다는 파동으로 다룬다고한다 그러므로 짧은 파장영역의 전자기파와 달리 전파의 세기 뿐만 아니라 위상을 측정하는 상대적으로 수월하다 어떤 전파는 열적 발산의 형태로 천체에 의해 성생되기도 하지만 지구상에서 관측가능한 대부분의 전파는 싱크로트론 복사의 형태이다 여기서 의 싱크로트본 복사는 전자가 지장 주변에서 진동할떄 생성된다 

두번쨰로 적외선 천문학은 적외선을 이용하면 행성이나 원시행성 원반같이 온도가 매우 낮아서 가시광선을 거의 내지않는 천체들을 관측할수있다 그래서 파장이 긴 적외선은 가시광선을 쉽게 가로막는 성간먼지를 투과할수있으므로 우리은하의 중심부와 분자구를 깊은곳에서 형성되고있는 젋은 별들을 연구하는대 유용하다 어떤 부낮들은 적외선에서 특히 강한 방출선을 내는데 이를 이용하여 성간물질의 화학을 연구할수있다 예를 들어보자면 적외선 붕광학으로 혜성에 존재하는 물분자를 검출하기도한다 적외선천문학은 적외선 영역대 가시광의 붉은 색 빛보다 파장이 긴 대역의 빛을 감지하고 분석하는 분야로서 근적외선을 제외하고는 적외선 영역의 빛은 대기에 의해 대부분은 흡수되고 지구 대기 또한 많은 양의 적외선을 내뿜는다 그 결과 적외선 관측은 높은 고도의 건조한곳에 위치한 천문대 또는 우주에서 이루어지고 있다 세번째로 엑스선 천문학이 있는데 엑스선은 지구대기에 의해 흡수되기 떄문에 높은 고도로 띄우는 풍선 로켓 비행선을 이용하거나 우주망원경 형태로 관측이 이루어지고 있다 아는 용어가 나왔는데 잘 알려진 엑스 선 천체론는 펄서 초신성 잔해 은하단 타원은하 활동은하핵 엑스선 이중성 등이 있다 엑스선 천문학은 엑스선 파장대의 빛 을 내는 천체를 연구하는 학문이다 전형적으로 엑스선은 매우 뜨거운 천체들로부터 상크로트론 복사 제동복사 그리고 흑채복사의 형태로 방출된다고 한다 지금까지 천문학에대한 두번째글을 썼는데 이후의 글은 이어서 감마선 천문학과 전자기파 이외의 천문학에 대해 더 알아볼예정이다