I. 우주의 기원과 진화 I-1. 우주의 기원 1. 허블 법칙과 우주의 팽창
Where do we come from? What are we? Where are we going? Gauguin, Paul 1897
Universe 천문학적인 의미로 사용 천체와 중력장, 여러 형태의 복사 ( 빛 ) 로 구성되어 있는 것을 의미 존재하는 모든 것을 의미 물질, 현상 등의 총체로서의 우주 Cosmos 그리스어 코스모스 (kosmos) 는 질서를 뜻함 혼돈 ( 混沌 ) 을 뜻하는 kaos(chaos) 에 반대되는 말 ‘ 질서와 조화의 체계 ’ 로서의 우주 Space 지구의 대기권 밖, 천체와 천체 사이의 무한한 공간으로서의 우주 - 우주 宇宙 : 시공간
은하까지의 거리 측정 방법 - 연주시차, 변광성을 이용한 거리측정 세페이드 변광성의 변광 주기와 절대 등급과의 관계 1. 세페이드 변광성 : 변광성의 한 종류로 팽창과 수축을 반복하여 밝기가 주기적으로 변하는 별. - 변광 주기가 길수록 별이 밝음 ( 절대등급 )
- 세페이드 변광성 허블이 나선 성운 안의 세페이드 변광성의 변광 주기를 관측해 절대 등급을 알아내고, 절대 등급과 겉보기 등급의 차이를 이용 해 세페이드 변광성까지의 거리를 알아냄 그 결과 나선 성운은 우리 은하 밖의 천체임이 밝혀졌고 현재는 이것을 안드로메다 은하라고 부름 이 발견은 우리 은하가 곧 우주 전체라고 믿었던 우주관에 큰 변화를 가져옴
2. 연주시차 – 별까지의 거리에 반비례 ( 지구가 공전하기 때문 ) - 연주시차가 1 〞 ( 초 ) 인 별까지의 거리 1 PC
아인슈타인의 상대성 이론과 우주론 뉴턴의 우주론 - 시간과 공간, 길이 질량은 절대불변이다. 정적우주론 20 세기 이전까지는 뉴턴의 시공간 개념을 기초로 하고 있다. 아인슈타인의 상대성 이론 - 시간, 공간, 길이, 질량은 절대적인 것이 아니라 상대적이다. 무에서 우주가 어떻게 탄생하였고 어떻게 진화되었는지를 이 해하는데 필수적인 원리가 됨 다양한 우주론의 출발점이 됨
- 대폭발 우주론의 확립 과정 아인슈타인 (1905) … 우주는 정적인 상태를 영원히 유지함. 천체의 중력에 효과적으로 대응하는 반발력의 존재 도입 - 허블 이후 수정 함 프리드만 (1922) … 최초로 팽창하는 우주 주장. 3 가지 우주 모델 제 시 르메트르 (1927) … 우주는 원시 원자에서 폭발로 시작. 계속 진화할 것이라고 추정 허블 (1929) … 우주가 팽창하고 있다는 증거를 찾아냄 가모 (1948) … 대폭발 우주론을 제안. 초기 몇 분만에 수소와 헬륨 이 만들어졌다는 이론 발표 호일 (1949)… 우주가 팽창함에 따라 새로운 물질이 창조 펜지어스와 윌슨 (1964) … 우주 모든 방향에서 오는 잡음 발견. 우주 배경 복사를 발견. 대폭발 우주론의 증거 I-1. 우주의 기원
- 우주론 - 정상우주론 ( 연속창조설 ) – 우주는 팽창되지만 무 ( 無 ) 에서 에너 지를 계속 공급받기 때문에 항상 안정한 상태를 유지함. 질량증 가. 우주의 평균밀도가 일정. 빅뱅우주론 - 매우 높은 에너지를 가진 작은 물질과 공간에서 거 대한 폭발로 탄생. 질량일정. 우주의 온도, 평균 밀도가 감소. 팽창우주론 - 우주의 크기가 변하지 않고 항상 같은 모습인 정 적우주론과 반대로 우주가 팽창. 정상우주론과 빅뱅우주론이 있 음. 우주의 미래 – 영원히 팽창하는 우주 - 팽창하다가 한계점에 도달하면 멈추는 - 팽창하다가 한계점에 도달하면 다시 수축하는 I-1. 우주의 기원