천문학에 대하여(제 2회)

과학 혁명에 대하여: 르네상스 시대에 니콜라우스 코페르니쿠스는 태양계의 태양중심 모델을 제안했다. 그의 연구는 갈릴레오 갈릴레이에 의해 옹호되었고, 요하네스 케플러에 의해 확장되었다. 케플러는 태양 주위를 도는 행성들의 운동에 대한 세부 사항을 정확하게 기술한 시스템을 고안한 최초의 인물이다. 하지만, 케플러는 그가 적은 법칙 뒤에 숨겨진 이론을 만드는 데 성공하지 못했다.

 

마침내 행성의 운동을 설명한 사람은 천체역학과 중력의 법칙을 발명한 아이작 뉴턴이었다. 뉴턴은 또한 반사 망원경을 개발했다. 망원경의 크기와 품질의 향상은 더 많은 발견으로 이어졌다. 영국의 천문학자 존 플램스티드는 3000개가 넘는 별을 목록화했으며 니콜라스 루이 드 라카유는 더 광범위한 항성 목록을 작성했다.

 

천문학자 윌리엄 허셜은 성운과 성단에 대한 상세한 목록을 만들었고, 1781년에 최초로 발견된 새로운 행성인 천왕성을 발견했다. 18세기에서 19세기 사이에 레온하르트 오일러, 알렉시스 클로드 클레이로, 장 르 뢴 달랑베르에 의한 삼체 문제에 대한 연구는 달과 행성의 운동에 대한 더 정확한 예측을 이끌어냈다.

 

이 연구는 조셉-루이 라그랑주와 피에르 시몽 라플라스(Pierre Simon Laplace)에 의해 더욱 다듬어져 행성과 위성의 질량을 섭동으로부터 추정할 수 있게 되었다. 천문학의 중요한 발전은 분광기와 사진을 포함한 새로운 기술의 도입과 함께 일어났다. 요제프 폰 프라운호퍼는 1814년부터 1815년까지 태양의 스펙트럼에서 약 600개의 띠를 발견했는데, 1859년 구스타프 키르히호프는 이 띠가 서로 다른 원소가 존재한다고 보았다.

 

항성은 지구의 태양과 비슷하지만 온도, 질량, 크기가 다양하다. 지구의 은하인 우리은하가 20세기에 들어서야 "외부" 은하의 존재와 함께 독자적인 항성 집단으로 존재한다는 것이 증명되었다. 이러한 은하들의 관측된 쇠퇴는 우주의 팽창을 발견하게 했다. 이론적인 천문학은 블랙홀과 중성자별과 같은 천체의 존재에 대한 추측을 낳았고, 이는 퀘이사, 펄사, 블레이자, 전파은하와 같은 관측된 현상을 설명하는 데 사용되었다. 물리 우주론은 20세기에 큰 발전을 이루었다.

 

1900년대 초 빅뱅 이론의 모델은 우주 마이크로파 배경 복사, 허블의 법칙, 그리고 원소의 우주론적 풍부함에 의해 크게 입증되었다. 우주 망원경은 일반적으로 대기에 의해 막히거나 흐릿한 전자기 스펙트럼의 일부에서 측정을 가능하게 했다. 2016년 2월, LIGO 프로젝트가 이전 9월에 중력파의 증거를 발견했다는 것이 밝혀졌다.

 

관측천문학에 대하여: 천체와 다른 천체에 대한 정보의 주요 원천은 가시광선, 또는 더 일반적으로 전자기 복사이다. 관측천문학은 관측 대상이 되는 전자기 스펙트럼의 해당 영역에 따라 분류할 수 있다. 스펙트럼의 일부는 지구 표면에서 관측할 수 있는 반면, 다른 부분은 높은 고도나 지구 대기권 밖에서만 관측할 수 있다.

 

전파천문학에 대하여: 전파천문학은 가시거리 밖에 있는 약 1 밀리미터 이상의 파장을 가진 방사선을 사용한다. 전파천문학은 관측된 전파를 이산 광자가 아닌 파동으로 취급할 수 있다는 점에서 대부분의 관측천문학과는 다르다. 따라서 전파의 진폭과 위상을 측정하는 것은 비교적 쉬운 반면, 더 짧은 파장에서 측정하기는 쉽지 않다.

 

일부 전파는 열 방출의 산물인 천체에 의해 직접 방출되지만, 관측되는 대부분의 전파 방출은 전자가 자기장 궤도를 돌 때 발생하는 싱크로트론 방사선의 결과이다. 또한, 성간 가스에 의해 생성된 많은 스펙트럼선들, 특히 21 cm의 수소 스펙트럼선은 무선 파장에서 관측할 수 있다.초신성, 성간 가스, 펄서, 활동은하핵 등 다양한 천체가 전파 영역에서 관측 가능하다.

 

적외선 천문학에 대하여: 적외선 천문학은 적외선보다 긴 파장과 우리의 시야 범위 밖의 적외선 방사선의 검출과 분석에 기초한다. 적외선 스펙트럼은 행성, 별주위 원반, 성운과 같이 가시광선을 방출하기에 너무 추운 천체를 연구하는데 유용하다. 적외선의 긴 파장은 가시광선을 차단하는 먼지 구름을 투과할 수 있어 분자 구름과 은하핵에 박힌 젊은 별들을 관측할 수 있다. 광역적외선탐사탐사선(WISE)의 관측은 수많은 은하 원시행성단과 그 주성단을 밝혀내는 데 특히 효과적이었다.

 

가시광선에 가까운 적외선 파장을 제외하면, 이러한 복사는 대기가 상당한 적외선을 방출하기 때문에 대기에 의해 심하게 흡수되거나 가려진다. 따라서 적외선 관측소는 지구의 높고 건조한 곳이나 우주에 위치해야 한다. 일부 분자는 적외선에서 강하게 방사된다. 이것은 우주의 화학에 대한 연구를 가능하게 한다. 더 구체적으로 그것은 혜성의 물을 감지할 수 있다.