태양계와 우주 제 9 주 2015 년 가을학기 우주는 무엇으로 만들어졌을까 ? 컴퓨터시뮬레이션학과 이형원, 장영실관 304 호,

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1 태양계와 우주 제 9 주 2015 년 가을학기 우주는 무엇으로 만들어졌을까 ? 컴퓨터시뮬레이션학과 이형원, 장영실관 304 호, hwlee@inje.ac.kr

2 우주는 무엇으로 만들어졌을까 ?  텅 빈 우주  별에서 탄생하는 원소들  우주의 원소로 넘치는 지구

3 텅 빈 우주  셀 수 없이 많은 별 : 천억 개의 은하, 은하당 천 억 개의 별

4 빅뱅과 우주  우주의 탄생 : 150 억년 전 ( 정확하게는 137 억년 )  초기 물질 : 양성자, 중성자, 전자, 빛 ( 에너지 )  초기 3 분 : 수소, 헬륨, 리튬 등 가벼운 원소 생성  수억 년 : 별 탄생 ( 제 1 세대 별 )  별의 죽음과 탄생 : 탄소, 질소, 산소, 철 등 무거 운 원소 생성

5 텅 빈 우주

6 텅 빈 태양계  태양계질량의 99.8% 는 태양

7 텅 빈 원자  원자 : 더 이상 쪼갤 수 없는 가장 작은 입자

8 무수히 많은 원자

9 별에서 탄생하는 원소들  별들의 고향 : 은하의 구름

10 우주 최초의 원소  빅뱅 후 처음 만들어지는 원소 : 수소

11 새로운 원소의 탄생  모든 원소는 핵융합 반응으로 생성 : 헬륨, 리튬, 탄소, …

12 별의 원소  대부분의 별의 구성 : 수소 70%, 헬륨 28%  태양은 제 2 세대별

13 무거운 원소들의 고향  별의 중심에서 핵 융합으로 무거운 원소 생성

14 별이 만든 원소들  초신성으로 폭발하기 직전의 물질 분포 위치질량 분율주 원소 표면 40%H, He 20%He 20%C, O, N, Mg 10%Si, S, Cl, Ar, K, Ca 핵 10%Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni

15 태양의 원소들  스펙트럼 분석 : 60 여 종의 원소가 태양에 있음

16 태양계의 원소  주 원소 : 수소 (H)  부 원소 : 헬륨 (He)

17 원소의 띠 : 프라운호퍼 선 

18 행성의 원소  암석표면 행성 : 수성, 금성, 지구, 화성  가스 행성 : 목성, 토성, 천왕성, 해왕성  수성 : 수소, 헬륨  금성 : 90 기압의 이산화 탄소  화성 : 95% 이상 이산화탄소, 질소 3%, 산소 0.15%, 표면은 철과 규소  수성, 금성, 화성의 핵 : 철과 니켈

19 태양이 될 뻔한 목성  수소 (90%), 헬륨 (10%)  내부 온도가 1 천만도 이상이면 핵융합 가능

20 수소의 왕국  토성 : 수소 (97%), 헬륨 (3%)  토성 고리 : 바위와 얼음 입자  천왕성과 해왕성 : 수소 (85%), 헬륨 (13%), 메탄 (2%)( 푸른색의 원인 )  명왕성 : 최근에 태양계의 행성이 아닌 것으로 분류됨 ( 메탄 )

21 우리들의 고향  우주의 10 가지 대표 원소 : 수소, 헬륨, 산소, 네온, 질소, 탄소, 규소, 마그네슘, 철, 황  수소와 헬륨은 우주 초기에 생성되었고 나머지는 별의 핵융합을 통하여 만들어짐.  우주는 90% 가 수소로 이루어져 있다.

22 우주의 원소로 넘치는 지구  지구는 수소와 헬륨을 거의 잃고 철의 행성이 되었다.  철, 규소, 마그네슘이 90% 이상을 차지한다.  수소와 산소 : 생명의 파수꾼 ( 표면의 71% 인 바다에 녹아 있음 )

23 지구의 원소 

24 철의 행성  지구의 4 대 원소 : 철 (34.6%), 산소 (29.5%), 규소 (15.2%), 마그네슘 (12.7%)  지각의 4 대 원소 : 산소 (46.6%), 규소 (27.7%), 알루미늄 (8.1%), 철 (5.0%)

25 질소의 왕국  대기의 99% 는 질소와 산소

26 생명의 4 원소  수소, 산소, 탄소, 질소  수소 : 물의 주 성분  산소 : 물질의 산화, 호흡에 관여  질소 : 유기물 형성에 관여  탄소 : 생명체의 골격

27 생명체를 구성하는 주요 금속 원소  철 (Fe) : 혈액의 헤모글로빈  구리 (Cu) : 연체동물의 헤모시아닌  코발트 (Co) : 비타민 B12( 백혈구 형성에 관여 )  마그네슘 (mg) : 광합성을 하는 엽록소

28 다양한 원소  수소 : 자동차, 우주선, 로켓의 연료

29 수소의 또 다른 융합 생성물  리튬 : 리튬이온 밧데리

30 필수 미네랄 : 나트륨 (Na)  과다 섭취 : 고혈압  부족 : 저혈압, 근육경련

31 초신성이 만든 규소 (Si)  주로 모래에 SiO2 로 존재  반도체의 주원료

32 탄소 시계  탄소 동위원소 연대 측정

33 벽을 타고 넘는 액체  액체 헬륨 2.17K 이하

34 여러 가지 금속  티타늄 : 강하고 가벼운 금속  셀레늄 : 미량의 필수 원소  백금 : 항암제  청동, 황동 등 합금 제조

35 형상 기억 합금  주어진 온도에서 정해진 모양을 유지

36 우라늄과 천왕성 (Uranus)  천연 원소 중에 원자 번호가 가장 크다  U-238(99%), U-235(1%)  U-235 핵분열 -> 핵 발전소

37 다음 주 숙제  제 7 장을 읽어 올 것