천문학
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우주에서 관찰 할 수 있는 성운은 작은 티끌과 가스로 이루어져있지만 그 무게는 태양의 수백배 또는 수백만배에 달한다. 하지만 그 대부분은 가스이다. 제일 많은 원소가 가장 가벼운 원소인 수소이며, 그다음으로 가벼운 헬륨이 주를 이룬다. 나머지는 헬륨보다 무거운 원소들이 성운을 이룬다. 이 작은 티끌들은 서로 인력이 작용하여 점점 더 덩어리를 이루어 커진다. 중력이 강하게 되면 더 많은 티끌들이 모여들고 중심부의 압력이 높아지며, 온도가 상승한다. 중력 수축이다. 중력수축을 통해 내부 온도가 1000만도를 넘을 경우 수소 4개가 핵융합 과정을 통해서 헬륨이 되면서 많이 에너지를 내놓게 된다. 이것이 별의 탄생이고, 성운에서는 여러개의 별이 동시에 만들어진다. 이것을 우리는 성단이라고 한다.
별은 태어날 때부터 자신이 사용할 에너지를 가지고 태어난다. 질량이 큰 항성의 경우는 많은 에너지를 가지고 있고, 작은경우는 더 적은 에너지를 가진다. 인간은 태어날 때 아무것도 가지고 태어나지 않는다. 에너지는 외부에서 항상 얻기 때문에 별과는 다르다. 그래서 인간은 어릴 때부터 어머니의 모유를 얻으려고 하는 욕심부터 무엇인가를 계속 취하고자 하는 욕망이 있다. 본론으로 돌아가서 질량이 큰 별 일수록 많은 에너지를 가지고 있다. 그리고 그 표면 온도 또한 높다. 태양의 경우 표면은 6000도정도로 황색을 띄고 있지만, 표면온도가 만도 정도 되는 항성들은 청백색의 빛을 띄고 있다. 그리고 3000도 정도로 낮은 표면 온도를 가지고있는 별은 적색 계통의 빛을 띄고 있다.
별의 쇠퇴기에는 수소 핵융합 반응이 거의 끝난다. 그로 인해 중심온도가 떨어지고 중력 수축이 또 일어난다. 이 수축으로 인해 중심부 온도는 다시 상승하게 되고 무거운 원소를 만드는 핵융합이 또 일어난다. 하지만 가벼운 별에서는 일어나지 않는다. 무거운 별에서만 충분한 중력에너지에서 온도를 끌어 올릴 수 있기 때문이다. 결국에는 별은 중심부에는 철이 그 외부에는 철보다 가벼운 원소들이 있는 구조를 이룬다. 중심부핵에 철이 존재하려면 적어도 질량이 태양의 20배 이상이 되어야한다.
백색왜성, 중성자별, 블랙홀은 별이 최후를 맞이하고 중심에 남겨놓은 잔해라고 보면 된다. 별 전체의 50퍼센트 이상은 외부로 방사되고, 나머지는 중심부에 남게 된다. 이 물질은 상상 할 수 없을 정도의 밀도를 가진다. 작은 별은 중심부에 백색왜성을 만들고, 중간정도 되는 별은 중성자별을 질량이 태양의 30배이상되는 별은 블랙홀을 남긴다. 블랙홀의 밀도는 각설탕하나의 부피에 1억톤이 나갈정도로 상당히 밀도가 높다. 그러므로 중력 또한 너무 강해 빛조차 빠져 나올 수 없다. 블랙홀을 망원경으로 관찰 하기는 불가능 하다. 하지만 주위 별과의 상호작용으로 생기는 X선 측정을 이용하면 가능하다고 한다.
현재의 태양계는 47억년전 거대성운으로부터 분리된 작은 성운에 의해 만들어졌다. 이 작은 성운은 자체 중력에 의해 수축을 했고 그 중력수축에 의해 중심부의 온도가 1000만도에 이르게 되어 수소핵 융합반응이 일어나게 되어 태양이 빛을 내게 되었다. 현재 태양의 중심부에서는 초당 10메가톤규모의 수소폭탄 100억개를 동시에 터트릴 때 만큼의 에너지가 뿜어져 나오고 있다. 이 수소핵 융합반응은 50억년 후에야 끝마친다고 한다. 태양의 핵융합 반응이 끝나는 시점에서는 태양은 현재보다 40% 더 팽창하게 된다. 중심부는 핵융합이 끝나서 압력이 낮아지고, 온도 또한 낮아지게 된다. 하지만 중력수축 현상으로 인해 다시 온도가 올라가게 된다. 그리고 그 전에 핵융합이 일어나지 않은 수소가 반응을 일으키면서 에너지를 만든다. 남아있는 수소층을 수소연소각이라고 하는데 이 껍질은 핵융합반응으로 인해 압력이 커지면서 팽창을 하게 된다. 태양의 크기는 지금보다 150배 증가되어 금성 궤도를 넘어서게 되고, 밝기는 지금의 태양보다 1000배 밝지만 표면 온도는 낮아서 적색으로 보이게 된다. 이것이 적색거성이다. 태양이 적색거성이 되면 지구상의 모든 생물은 멸종하게 된다. 왜냐하면 강한 태양 빛들이 지구 대기를 통과해 생물체에 손상을 입히기 때문이다. 그리고 가까워진 태양에 의해 기온도 많이 상승하여 생물이 존재할 수 있는 환경이 되지 못할 것이다. 지구상의 멸종은 5번 정도 일어났으며 5번째 멸종이 공룡의 멸종이다. 한 과학자는 다음멸종은 인간이 환경을 오염시키므로서 생긴 결과에 의한 멸종이라고 한다.
별의 나이는 같지도 않고, 구성성분도 차이가 있다. 생성시기도 다르고, 별의 세대가 커질수록 무거운 원소를 많이 포함한다. 태양보다 월등히 큰 항성은 질량이 크기 때문에 일찍 생을 마감하고, 자기가 만든 원소들을 주위에 내놓게 된다. 하지만 태양보다 0.1배 작은 별들은 오랜 기간을 산다. 그래서 150억년동안 생을 마감하지 않고 사는 별도 있다. 별의 구성성분은 그 별빛의 스펙트럼을 분석해보면 된다. 스펙트럼 분석시 검은 띠를 가지는 것을 볼 수 있는데 이것은 그 물체가 포함하는 원소를 나타내는 것이다. 이러한 방법으로 태양을 측정해보면 태양은 금과 같은 원소들 뿐만아니라 다양한 원소들로 이루어져 있다는 것을 알 수 있다. 이것은 태양이 만든 원소가 아니다. 왜냐하면 태양은 수소핵 융합 반응으로 헬륨만 만들어 내기 때문이다. 즉, 태양은 1세대 별이 아니고 그 후세대의 별이라는 것을 알 수 있다. 그전에 있었던 별들이 무거운 원소를 이미 만들어 놓았기 때문에 태양 또한 그런 물질은 가질 수 있게 된 것이다.
생명이라고 하면 우리는 지구상에서 존재하는 동식물들을 말한다. 하지만 우주 만물이 모두 생명을 가졌다고 볼 수 있다. 지구상의 생물들은 유전인자를 가지고 자기 유전자와 타유전자를 합쳐 새로운 세대를 만드는 화학적 생명에 해당되고, 별 또한 핵융합 반응으로 가벼운 원소를 무거운 원소로 바꾸면서 에너지를 만들어내는 화학적 생명으로 볼 수 있다. 그리고 비화학적인 생명으로 중력적 생명을 들 수 있다. 모든 별과 행성은 중력을 통하여 서로 상호작용하며 살아가고 있다. 태양계만 보더라도 태양과 그 주위를 도는 행성들이 45억년간 상호 공존하면서 생명을 유지하고 있다. 또한 작은 소립자들은 원자핵 내부에서 강력과 전자기력을 바탕으로 서로 공존하고 있는 생명으로 볼 수 있다. 이러한 생명활동이 원자가 분자를 형성하고 또한 별을 형성하고, 지구상의 생물을 형성한 것이다.
인간은 자신들이 우주에서 유일한 존재라는 믿음에 대한 의문을 가지는 것과 동시에 자연의 섭리에 반하는 행동을 하고 있다. 태양에서 얻은 에너지가 지구의 대류, 해류, 등 많은 것들의 조화를 만들고 지구라는 하나의 생명을 움직이게 한다. 하지만 인간은 자연을 자신들이 중심이 되어 이용하고자 하는 욕망을 가지고 있다. 그래서 현재는 70종이상의 생명들이 매일 멸종하는 일이 벌어지고 있다. 인간은 유일한 존재가 아니다. 인간이나 박테리아를 이루는 성분들은 태양, 혜성, 성간물질등 우주의 성분들과 비슷하다. 이는 곧 우주에서 우리는 비롯 되었고, 우주 만물 모두가 생물임을 의미한다.
지구의 생명을 탄생하게 만든 가장 중요한 물질이 물이다. 물은 다른 용매와는 다르게 액체상태의 온도 범위가 넓은 뿐 아니라 표면장력이 크고, 고체가 되었을 때 밀도가 낮아진다는 특성이 있다. 액체일때의 온도 범위가 넓어 물이라는 용매내에서 다양한 화학반응을 일으키게 하고 또한 표면장력이 있어 외부의 분순물들이 들어오지 못하게 하는 방어막 역할을 한다. 물이 생명탄생에 기여한 또 다른 이유는 고체의 밀도가 액체보다 작다는 것이다. 수중에서 화합물이 조합되어 생명체가 되었다면 온도가 떨어지면 고체가 되어 생명활동에 지장을 줄 수 있다. 하지만 물은 고체가 되면 떠오르는 성질이 있기 때문에 물아래에서는 생명활동이 존재할 수 있다. 또한 이것은 태양으로부터의 자외선을 차단하기도 한다. 그러면 지구 뿐만 아니라 다른 행성에서의 생명체에 대한 호기심을 가질 수 있다. 그래서 과학자들은 우리 태양과 비슷한 나이와 비슷한 크기 또는 작은 별에 대한 조사를 벌이고 있다. 우리 인간이 태어나기까지가 걸린 시간이 46억년정도 이기 때문에 이를 바탕으로 외계생명체의 탄생도 이정도의 시간이 걸렸을 것이라는 추측에 의한 것이다. 과학자들은 1970년대에 우리 인간에 대한 정보를 1400MHz의 전파에 싦어서 지구에서 25000광년 떨어진 구상 성단으로 보냈다. 이 전파에 대한 답신이 있다면 5만년후 정도에 가능할 것이다. 민간차원에서도 외계생명체에 대한 조사도 많이 이루어졌다. 우리 인간이 외계생명에 대한 인식을 확고 히 할 때 우리의 우주에 대한 가치관 또한 확장됨을 의미한다. 즉 우리가 외계 생명체를 찾고자함은 큰 우주라는 덩어리에 우리의 가치을 인정하고 우주 또한 우리와 더불어 사는 존재임을 각인하는 것이다.
우주에 대한 관측은 수천년전부터 이뤄졌으나 우주에 대한 자세한 정보는 20세기 무렵에 들어와서 관측되기 시작했다. 이 책은 별의 탄생과 인간의 탄생, 별의 생애와 인간의 생애는 다를 바 없다 라는 말을 함으로서 우리 또한 우주의 일부임을 생각하게 해주는 것 같다. 우리가 살면서 밤하늘의 별의 보며 저 큰 우주의 일부가 우리라고 생각하는 사람은 많지 않을 것이다. 이 책을 읽으면서 빅뱅이후의 우주의 모습, 별들이 탄생하고 한 일생을 살며 죽음을 맞이하는 모습은 우리 인간이 태어나 핵융합 반응은 일으키지는 못하지만, 외부에서 에너지를 얻어 적외선이라는 빛을 내고, 노후에 죽음을 맞이하는 모습은 우주의 모습과 같다라는 생각을 하게끔 한다.
별은 태어날 때부터 자신이 사용할 에너지를 가지고 태어난다. 질량이 큰 항성의 경우는 많은 에너지를 가지고 있고, 작은경우는 더 적은 에너지를 가진다. 인간은 태어날 때 아무것도 가지고 태어나지 않는다. 에너지는 외부에서 항상 얻기 때문에 별과는 다르다. 그래서 인간은 어릴 때부터 어머니의 모유를 얻으려고 하는 욕심부터 무엇인가를 계속 취하고자 하는 욕망이 있다. 본론으로 돌아가서 질량이 큰 별 일수록 많은 에너지를 가지고 있다. 그리고 그 표면 온도 또한 높다. 태양의 경우 표면은 6000도정도로 황색을 띄고 있지만, 표면온도가 만도 정도 되는 항성들은 청백색의 빛을 띄고 있다. 그리고 3000도 정도로 낮은 표면 온도를 가지고있는 별은 적색 계통의 빛을 띄고 있다.
별의 쇠퇴기에는 수소 핵융합 반응이 거의 끝난다. 그로 인해 중심온도가 떨어지고 중력 수축이 또 일어난다. 이 수축으로 인해 중심부 온도는 다시 상승하게 되고 무거운 원소를 만드는 핵융합이 또 일어난다. 하지만 가벼운 별에서는 일어나지 않는다. 무거운 별에서만 충분한 중력에너지에서 온도를 끌어 올릴 수 있기 때문이다. 결국에는 별은 중심부에는 철이 그 외부에는 철보다 가벼운 원소들이 있는 구조를 이룬다. 중심부핵에 철이 존재하려면 적어도 질량이 태양의 20배 이상이 되어야한다.
백색왜성, 중성자별, 블랙홀은 별이 최후를 맞이하고 중심에 남겨놓은 잔해라고 보면 된다. 별 전체의 50퍼센트 이상은 외부로 방사되고, 나머지는 중심부에 남게 된다. 이 물질은 상상 할 수 없을 정도의 밀도를 가진다. 작은 별은 중심부에 백색왜성을 만들고, 중간정도 되는 별은 중성자별을 질량이 태양의 30배이상되는 별은 블랙홀을 남긴다. 블랙홀의 밀도는 각설탕하나의 부피에 1억톤이 나갈정도로 상당히 밀도가 높다. 그러므로 중력 또한 너무 강해 빛조차 빠져 나올 수 없다. 블랙홀을 망원경으로 관찰 하기는 불가능 하다. 하지만 주위 별과의 상호작용으로 생기는 X선 측정을 이용하면 가능하다고 한다.
현재의 태양계는 47억년전 거대성운으로부터 분리된 작은 성운에 의해 만들어졌다. 이 작은 성운은 자체 중력에 의해 수축을 했고 그 중력수축에 의해 중심부의 온도가 1000만도에 이르게 되어 수소핵 융합반응이 일어나게 되어 태양이 빛을 내게 되었다. 현재 태양의 중심부에서는 초당 10메가톤규모의 수소폭탄 100억개를 동시에 터트릴 때 만큼의 에너지가 뿜어져 나오고 있다. 이 수소핵 융합반응은 50억년 후에야 끝마친다고 한다. 태양의 핵융합 반응이 끝나는 시점에서는 태양은 현재보다 40% 더 팽창하게 된다. 중심부는 핵융합이 끝나서 압력이 낮아지고, 온도 또한 낮아지게 된다. 하지만 중력수축 현상으로 인해 다시 온도가 올라가게 된다. 그리고 그 전에 핵융합이 일어나지 않은 수소가 반응을 일으키면서 에너지를 만든다. 남아있는 수소층을 수소연소각이라고 하는데 이 껍질은 핵융합반응으로 인해 압력이 커지면서 팽창을 하게 된다. 태양의 크기는 지금보다 150배 증가되어 금성 궤도를 넘어서게 되고, 밝기는 지금의 태양보다 1000배 밝지만 표면 온도는 낮아서 적색으로 보이게 된다. 이것이 적색거성이다. 태양이 적색거성이 되면 지구상의 모든 생물은 멸종하게 된다. 왜냐하면 강한 태양 빛들이 지구 대기를 통과해 생물체에 손상을 입히기 때문이다. 그리고 가까워진 태양에 의해 기온도 많이 상승하여 생물이 존재할 수 있는 환경이 되지 못할 것이다. 지구상의 멸종은 5번 정도 일어났으며 5번째 멸종이 공룡의 멸종이다. 한 과학자는 다음멸종은 인간이 환경을 오염시키므로서 생긴 결과에 의한 멸종이라고 한다.
별의 나이는 같지도 않고, 구성성분도 차이가 있다. 생성시기도 다르고, 별의 세대가 커질수록 무거운 원소를 많이 포함한다. 태양보다 월등히 큰 항성은 질량이 크기 때문에 일찍 생을 마감하고, 자기가 만든 원소들을 주위에 내놓게 된다. 하지만 태양보다 0.1배 작은 별들은 오랜 기간을 산다. 그래서 150억년동안 생을 마감하지 않고 사는 별도 있다. 별의 구성성분은 그 별빛의 스펙트럼을 분석해보면 된다. 스펙트럼 분석시 검은 띠를 가지는 것을 볼 수 있는데 이것은 그 물체가 포함하는 원소를 나타내는 것이다. 이러한 방법으로 태양을 측정해보면 태양은 금과 같은 원소들 뿐만아니라 다양한 원소들로 이루어져 있다는 것을 알 수 있다. 이것은 태양이 만든 원소가 아니다. 왜냐하면 태양은 수소핵 융합 반응으로 헬륨만 만들어 내기 때문이다. 즉, 태양은 1세대 별이 아니고 그 후세대의 별이라는 것을 알 수 있다. 그전에 있었던 별들이 무거운 원소를 이미 만들어 놓았기 때문에 태양 또한 그런 물질은 가질 수 있게 된 것이다.
생명이라고 하면 우리는 지구상에서 존재하는 동식물들을 말한다. 하지만 우주 만물이 모두 생명을 가졌다고 볼 수 있다. 지구상의 생물들은 유전인자를 가지고 자기 유전자와 타유전자를 합쳐 새로운 세대를 만드는 화학적 생명에 해당되고, 별 또한 핵융합 반응으로 가벼운 원소를 무거운 원소로 바꾸면서 에너지를 만들어내는 화학적 생명으로 볼 수 있다. 그리고 비화학적인 생명으로 중력적 생명을 들 수 있다. 모든 별과 행성은 중력을 통하여 서로 상호작용하며 살아가고 있다. 태양계만 보더라도 태양과 그 주위를 도는 행성들이 45억년간 상호 공존하면서 생명을 유지하고 있다. 또한 작은 소립자들은 원자핵 내부에서 강력과 전자기력을 바탕으로 서로 공존하고 있는 생명으로 볼 수 있다. 이러한 생명활동이 원자가 분자를 형성하고 또한 별을 형성하고, 지구상의 생물을 형성한 것이다.
인간은 자신들이 우주에서 유일한 존재라는 믿음에 대한 의문을 가지는 것과 동시에 자연의 섭리에 반하는 행동을 하고 있다. 태양에서 얻은 에너지가 지구의 대류, 해류, 등 많은 것들의 조화를 만들고 지구라는 하나의 생명을 움직이게 한다. 하지만 인간은 자연을 자신들이 중심이 되어 이용하고자 하는 욕망을 가지고 있다. 그래서 현재는 70종이상의 생명들이 매일 멸종하는 일이 벌어지고 있다. 인간은 유일한 존재가 아니다. 인간이나 박테리아를 이루는 성분들은 태양, 혜성, 성간물질등 우주의 성분들과 비슷하다. 이는 곧 우주에서 우리는 비롯 되었고, 우주 만물 모두가 생물임을 의미한다.
지구의 생명을 탄생하게 만든 가장 중요한 물질이 물이다. 물은 다른 용매와는 다르게 액체상태의 온도 범위가 넓은 뿐 아니라 표면장력이 크고, 고체가 되었을 때 밀도가 낮아진다는 특성이 있다. 액체일때의 온도 범위가 넓어 물이라는 용매내에서 다양한 화학반응을 일으키게 하고 또한 표면장력이 있어 외부의 분순물들이 들어오지 못하게 하는 방어막 역할을 한다. 물이 생명탄생에 기여한 또 다른 이유는 고체의 밀도가 액체보다 작다는 것이다. 수중에서 화합물이 조합되어 생명체가 되었다면 온도가 떨어지면 고체가 되어 생명활동에 지장을 줄 수 있다. 하지만 물은 고체가 되면 떠오르는 성질이 있기 때문에 물아래에서는 생명활동이 존재할 수 있다. 또한 이것은 태양으로부터의 자외선을 차단하기도 한다. 그러면 지구 뿐만 아니라 다른 행성에서의 생명체에 대한 호기심을 가질 수 있다. 그래서 과학자들은 우리 태양과 비슷한 나이와 비슷한 크기 또는 작은 별에 대한 조사를 벌이고 있다. 우리 인간이 태어나기까지가 걸린 시간이 46억년정도 이기 때문에 이를 바탕으로 외계생명체의 탄생도 이정도의 시간이 걸렸을 것이라는 추측에 의한 것이다. 과학자들은 1970년대에 우리 인간에 대한 정보를 1400MHz의 전파에 싦어서 지구에서 25000광년 떨어진 구상 성단으로 보냈다. 이 전파에 대한 답신이 있다면 5만년후 정도에 가능할 것이다. 민간차원에서도 외계생명체에 대한 조사도 많이 이루어졌다. 우리 인간이 외계생명에 대한 인식을 확고 히 할 때 우리의 우주에 대한 가치관 또한 확장됨을 의미한다. 즉 우리가 외계 생명체를 찾고자함은 큰 우주라는 덩어리에 우리의 가치을 인정하고 우주 또한 우리와 더불어 사는 존재임을 각인하는 것이다.
우주에 대한 관측은 수천년전부터 이뤄졌으나 우주에 대한 자세한 정보는 20세기 무렵에 들어와서 관측되기 시작했다. 이 책은 별의 탄생과 인간의 탄생, 별의 생애와 인간의 생애는 다를 바 없다 라는 말을 함으로서 우리 또한 우주의 일부임을 생각하게 해주는 것 같다. 우리가 살면서 밤하늘의 별의 보며 저 큰 우주의 일부가 우리라고 생각하는 사람은 많지 않을 것이다. 이 책을 읽으면서 빅뱅이후의 우주의 모습, 별들이 탄생하고 한 일생을 살며 죽음을 맞이하는 모습은 우리 인간이 태어나 핵융합 반응은 일으키지는 못하지만, 외부에서 에너지를 얻어 적외선이라는 빛을 내고, 노후에 죽음을 맞이하는 모습은 우주의 모습과 같다라는 생각을 하게끔 한다.
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