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Ch. 7-2 우주론
우주는 안정적인가?
우주의 끝은? (얼마나 큰가?)
우주의 나이는?
우주를 이루고 있는 물질은?
우리는 어디서 와서 어디로 가는가?
우주는 안정적인가?
우주의 끝은? (얼마나 큰가?)
우주의 나이는?
우주를 이루고 있는 물질은?
우리는 어디서 와서 어디로 가는가?
여러 천체의 크기/거리
ã 지구의 반경 = 6,400 km
ã 지구-태양 사이 거리 = 1억5천만 km (= 1 AU)
ã 태양계의 크기 (태양-해왕성) = 30 AU
ã 가장 가까운 별 Alpha Centauri
거리 = 4.3 광년 1 광년 = 63,240 AU
ã 우리 은하(Milky Way)의 직경 = 10만 광년
(태양은 은하의 중심으로부터 3만 광년)
ã 가장 가까운 Andromeda 은하까지 거리 = 2백만 광년
ã Virgo 성운까지 약 40억 광년…
ã 지구의 반경 = 6,400 km
ã 지구-태양 사이 거리 = 1억5천만 km (= 1 AU)
ã 태양계의 크기 (태양-해왕성) = 30 AU
ã 가장 가까운 별 Alpha Centauri
거리 = 4.3 광년 1 광년 = 63,240 AU
ã 우리 은하(Milky Way)의 직경 = 10만 광년
(태양은 은하의 중심으로부터 3만 광년)
ã 가장 가까운 Andromeda 은하까지 거리 = 2백만 광년
ã Virgo 성운까지 약 40억 광년…
우주는 안정적인가?
ã 천체 사이의 힘은 오직 중력이다.
ã 우주는 중력만으로 안정한가?
à 중력붕괴 : 붕괴시간 = pR3/(8Gm)1/2
태양-Alpha Centauri 사이 붕괴시간 ~ 2천5백만년
뉴턴은 우주의 안정을 신의 섭리로 설명함.
아인슈타인도 정적인 우주를 믿었으나 1931년 이후 포기.
ã 천체 사이의 힘은 오직 중력이다.
ã 우주는 중력만으로 안정한가?
à 중력붕괴 : 붕괴시간 = pR3/(8Gm)1/2
태양-Alpha Centauri 사이 붕괴시간 ~ 2천5백만년
뉴턴은 우주의 안정을 신의 섭리로 설명함.
아인슈타인도 정적인 우주를 믿었으나 1931년 이후 포기.
Breakthrough in Astronomy in 20th century2차원관측à 3차원관측
•모든것이지구로부터후퇴
•우주는팽창한다. • vH = H d
Edwin Hubble1929
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•모든것이지구로부터후퇴
•우주는팽창한다. • vH = H d
Edwin Hubble1929
팽창하는우주
ã 도플러 법칙 – 별빛의 적색편이 발견 (Slipher ~1920)
ã Edwin Hubble (1889-1953) – 허블의 법칙
별의 후퇴속도 vH = H d
별의 거리(d)가 멀수록 빨리 멀어진다.
ã vH = c 이하만 관측 가능. à 허블 반경 RH = c/H
(RH = 138억 광년 …)
ã 질문1: 우주팽창의 중심은 어디인가?
ã 질문2: 그럼 우주는 유한한가?
ã 도플러 법칙 – 별빛의 적색편이 발견 (Slipher ~1920)
ã Edwin Hubble (1889-1953) – 허블의 법칙
별의 후퇴속도 vH = H d
별의 거리(d)가 멀수록 빨리 멀어진다.
ã vH = c 이하만 관측 가능. à 허블 반경 RH = c/H
(RH = 138억 광년 …)
ã 질문1: 우주팽창의 중심은 어디인가?
ã 질문2: 그럼 우주는 유한한가?
NeutronsProtons
born
Nuclei(elements)
born
1015
1012
109
106
103
1
10-3
우주의 역사(Big Bang 이후)
온도(도)
Atomsborn
Nuclei(elements)
born
nano-
second
micro-
second
second
day
year
millen-
nium
aeon
1015
1012
109
106
103
1
10-3
시간
Atomsborn
Quasarsborn
TodayHot as hell
Sun born
그 이후는 어디로 가나?
Universe Ends
Hell Freezes Over
Sun burns out
Today
한국 월드컵축구 우승
t
billion-billion
years
hundred-billion
years
17-billion
years
13.7-billion
years
thousand-billion
years
Cosmic Microwave Background Radiation (CMB)
우주배경복사
“최초의빛”
“창조의여운”
11
흑체복사온도: T = 3 K (-270o C)
Arno PenziasRobert Wilson
1964
CMB 관측시도 – 특수한 인공위성들
COBE (The Cosmic Background Explorer) (1989)
Penzias와 Wilson의 안테나(1964)
Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)(2001)
Planck (2009. 5. 14)
우주는 무엇으로 이루어져 있는가?
•물질 (Matter)1. 주로 수소, 헬륨2. 어디나 CHON3. 우주선 (hot)4. 암흑물질과 암
흑에너지?
* 다른 천체에도 생명체가존재할까? 물은?
à 지구 같은 행성을 찾아서 –Kepler 탐사선(2009)
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•물질 (Matter)1. 주로 수소, 헬륨2. 어디나 CHON3. 우주선 (hot)4. 암흑물질과 암
흑에너지?
* 다른 천체에도 생명체가존재할까? 물은?
à 지구 같은 행성을 찾아서 –Kepler 탐사선(2009)
우리가 알고 있는 입자외에 우주는 무엇으로이루어져 있는가?
우리가 알고 있는 ‘물질’은 4~5% 뿐!
-암흑물질 ~1/4-암흑에너지 ~ ¾(우주의 팽창을 설명)
우리는 우주를 얼마나 아나?우리가 알고 있는 입자외에 우주는 무엇으로이루어져 있는가?
우리가 알고 있는 ‘물질’은 4~5% 뿐!
-암흑물질 ~1/4-암흑에너지 ~ ¾(우주의 팽창을 설명)
허블 망원경이 포착한 창조기둥 (Pillars of Creation)http://apod.gsfc.nasa.gov/apod/ap070218.html, 1995
별의 탄생 – 필요충분 조건 : 수소, 중력, 시간
별의 죽음 그리고 …
우리의 태양은? 45억년 전 수소가 모여 탄생.50억년 후 적색거성(Red Giant)으로 진화.백색왜성(White Dwarf)이 되어서서히 식음.
Multiwavelength X-ray, infrared, and optical compilation image of Kepler's supernova remnant, SN 1604.
Supernova à 많은 물질을 쏟아 냄. 다른별과 생명의 재료.
우리의 태양은? 45억년 전 수소가 모여 탄생.50억년 후 적색거성(Red Giant)으로 진화.백색왜성(White Dwarf)이 되어서서히 식음.
우주탐험 (태양계 행성 – landing or flyby)
ã 최초의 인공위성: Sputnik 1호, 1957. 10. 4.
ã 최초의 우주인: Yuri Gagarin, 1961. 4. 12.
ã 최초의 달착륙: Neil Armstrong 등, Apollo 11호, 1969. 6. 20.
ã 화성 – 가장 많은 탐사
ã 금성 – 주로 러시아 탐사선
ã 목성 – Galileo, 1995 flyby
ã 토성 – Cassini-Huygens, 2004 이후 지금도 공전
ã 천왕성, 해왕성 – Voyager 2 flyby, 1986/1989
ã 최초의 인공위성: Sputnik 1호, 1957. 10. 4.
ã 최초의 우주인: Yuri Gagarin, 1961. 4. 12.
ã 최초의 달착륙: Neil Armstrong 등, Apollo 11호, 1969. 6. 20.
ã 화성 – 가장 많은 탐사
ã 금성 – 주로 러시아 탐사선
ã 목성 – Galileo, 1995 flyby
ã 토성 – Cassini-Huygens, 2004 이후 지금도 공전
ã 천왕성, 해왕성 – Voyager 2 flyby, 1986/1989
우주 생명체 탐색 (Earth-like planets)