수성의 기본정보

(위키피디아)
수성은 태양계에서 가장 가까운 행성입니다. 수성의 기본정보를 알아봅시다.
여기서 배는 지구의 몇배입니다.
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태양계의 크기

태양계의 구성은 어떨까요? 태양계의 크기는 반경이 1.3광년인 구라고 합니다. 광년은 너무 커서 태양계의 크기는 AU(천문단위)로 표시해야 합니다. 1AU는 1억4천만 km이고 지구와 태양 사이의 거리입니다. 태양계의 중심에는 태양이 있습니다. 반지름 6만 AU의 구에 0.05광년의 태양은 매우 작습니다. 그러나 이 작은 태양이 엄청난 중력으로 6만AU의 구를 끌어당기는 것입니다. 비유하자면 농구공의 중력이 27km까지 퍼지는 것입니다. 태양에서 0.4AU 떨어진 거리에는 수성이 있습니다. 0.7AU 에는 금성이, 1AU 떨어진 곳에는 지구가 있습니다. 1.6AU 떨어진 거리에는 화성이 있습니다. 화성과 목성 사이는 거의 빈 공간입니다. 화성에서 1.2 AU를 가면 소행성대가 있습니다. 태양에서 5.2AU 떨어진 곳에는 목성이 있고 10AU 거리에는 토성이 있습니다. 행성과 행성의 거리가 갈수록 멀어지고 있는 것입니다. 19.6AU에 천왕성이 있고 30AU의 거리에는 해왕성이 있습니다. 해왕성 바깥에 있는 천체를 해왕성 바깥 천체 또는 외태양계라고 부릅니다. 외태양계에는 얼음으로 구성되어 있는 카이퍼대가 있습니다. 30~50 천문단위 거리에 있습니다. 더 가면 빈공간이 있고 더 멀리가면 오르트 구름이라는 것이 존재합니다. 오르트 구름은 5만Au부터 10만 AU 까지입니다. 태양의 영역이 1광년 너머까지 퍼지는 것입니다.(1광년은 63000 AU) 태양계의 영역이 끝나는 곳에는 태양권 계면이라는 곳이 있습니다. 온도가 10만도인데 그 거리는 아주 짧습니다. 태양권 계면을 벗어나면 태양의 영역, 즉 태양계를 벗어나게 됩니다.

(오르트 구름)

태양계의 식구들

태양계에는 약 수백만 개의 천체들이 있습니다. 이 수백만은 카이퍼 띠와 오르트 구름의 천체들을 합한 것입니다. 그러니 천체들 숫자의 대부분을 차지하는 것은 혜성, 소행성이라고 할 수 있습니다. 그러나 태양계에서 대부분의 질량을 차지하는 것은 태양, 행성, 왜소행성입니다. 오늘은 태양계의 식구에 대해 알아봅시다.

 

태양계의 왕 태양

태양은 태양계의 왕입니다. 태양은 태양계가 생성된 이유입니다. 태양은 하나의 천체지만 질량은 태양계의 99.9퍼센트를 차지하고 있습니다.

 

여덟 개의 행성

태양 다음으로 큰 천체 부류는 행성입니다. 태양계에는 8개의 행성이 있습니다. 이들은 단단한 암석으로 이루어진 지구형과 기체와 액체로 이루어진 목성형이 있습니다. 이중 목성은 7개 행성들을 모두 합한 것보다 큽니다. 태양과 가까운 순서로 나열하면 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성입니다. 크기순서는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 지구, 금성, 화성, 수성입니다.

 

왜소행성

왜소행성은 소행성보다는 크나, 소행성을 잘 다스릴 만한 크기와 힘이 되질 않아서 행성보다 낮은 등급으로 분류되는 천체들을 말합니다. 현재 왜소행성은 명왕성, 세레스, 에리스, 하우메아, 마케마케 5개가 있습니다. 현재 여러 천체들이 카이퍼 띠 너머에서 발견되고 있는데 여러 천체들이 왜소행성 후보에 올라와 있습니다. 세레스를 빼고 왜소행성들은 대부분 먼 곳에 있습니다. 그래서 아직 비밀에 싸여 있습니다.

 

(마케마케 상상도)

 

소행성

소행성은 왜소행성보다 낮은 등급인 작은 바위들입니다. 대부분 화성과 목성 사이의 소행성대에 있습니다. 대표적인 것이 세레스지만 세레스는 원형을 유지할 만한 질량이 돼서 왜소행성으로 분류되었습니다. 화성과 목성 사이에 소행성대가 있는 이유는 한 천체가 목성과 화성의 힘으로 터져버렸기 때문이라고 추정됩니다. 당연히 자전은 합니다.

세레스

 

혜성

혜성은 카이퍼 띠와 오르트 구름에 사는 천체입니다. 혜성은 핵과 더러운 얼음으로 이루어져있습니다. 혜성은 해왕성과 천왕성의 중력으로 태양으로 보내져서 궤도가 타원입니다. 대표적인 혜성이 핼리 혜성입니다. 핼리 혜성은 공전주기가 75.3년이고 자전주기는 2.6일입니다.

태양계란 무엇일까?

 태양계란 무엇일까요? 태양계는 태양과 태양을 도는 물체들이 있는 곳을 말합니다. 태양계를 이루는 것은 태양, 행성, 소행성, 혜성 등입니다. 행성은 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 있습니다. 이들 행성은 태양계에서 태양 다음으로 큰 물체들입니다. 행성은 주변의 물질들을 끌어들일 만큼 커야 합니다.

(화성)

 소행성보다는 크나 행성보다 작은 천체를 왜소행성이라고 불립니다. 대표적인 왜소행성이 명왕성입니다.명왕성은 옛날에 행성이었으나 달보다 작아서 너무 힘이 작아 왜소행성으로 분류되었습니다. 왜소행성은 명왕성, 가장 큰 소행성 세레스, 저 멀리 카이퍼 띠 에 있는 에리스, 하우메아, 마케마케입니다.

(명왕성과 위성 카론)

 소행성은 아주 작은 돌입니다. 아파트 크기인 것도 있고 돌 크기인 것도 있습니다. 보통 화성과 목성 사이에 있는데 어쩌다가 화성이나 목성에 충돌하기도 합니다.

(세레스)

 혜성은 저 멀리 카이퍼 띠에서 만들어지는 천체입니다. 더러운 얼음으로 이루어져 있습니다. 대표적인 혜성은 핼리 혜성입니다. 핼리 혜성은 주기가 75.3년입니다. 1982년 10월 16일에 발견됬으니 2058년 2월 초쯤에 오겠군요. 2058년까지는 죽지 마시기 바랍니다. 혜성들은 보통 타원형의 궤도를 갖고 있고 공전주기가 몇백만년인 것도 있습니다.

(핼리 혜성)

천문학 혁명의 역사

코페르니쿠스

 코페르니쿠스로부터 시작된 천문학 혁명은 뉴턴이 중력의 존재를 입증하면서 끝이 났습니다. 코페르니쿠스의 시대는 천동설을 믿던 시대였습니다. 코페르니쿠스가 지동설을 주장했지만 믿는 사람은 없었습니다. 코페르니쿠스의 지동설은 문제가 많았기 때문입니다. 1.왜 달만 지구를 도느냐?

2.금성의 크기 변화가 왜 적은가? 3.금성의 모양 변화를 보기 어려운가? 코페르니쿠스도 은근 슬쩍 넘어 갈 수 밖에 없었던 것입니다.

티코 브라헤

  티코 브라헤는 코페르니쿠스가 죽은 지 약 3년 후에 태어난 천문학자입니다. 티코 브라헤는 태양@지구 중심 우주론을 주장해서 천문학 혁명의 주요 인물이라고 보기는 어렵습니다. 그러나 그는 정확한 관측 자료를 남겨서 케플러가 지동설을 주장하는데 큰 역할을 하게 됩니다.

(브라헤)

(브라헤의 우주모델)

 

갈릴레이

 갈릴레이는 “두 우주 체계에 대한 대화”를 써서 지동설을 증명한 학자입니다. 갈릴레이는 코페르니쿠스가 모르던 세 가지 문제점을 풀어서 지동설을 증명하게 됩니다.

(갈릴레이)

케플러

 케플러는 갈릴레이보다 8년 늦게 태어난 갈릴레이와 같은 시대에 살았던 천문학자입니다. 케플러는 티코 브라헤의 이론에 따라 자신의 우주 체계를 세웠습니다. 당연히 지동설이고 행성들은 타원으로 도는 체계입니다. 그러나 그는 아직 행성이 타원으로 돈다는 것을 증명하지 못합니다.

(케플러)

뉴턴

 뉴턴이 프린키피아를 출판한 1687년 7월 5일, 천문학 혁명이 마감되고 근대 천문학이 열립니다. 뉴턴은 중력을 발견했습니다. 이 중력으로 지동설과 행성이 타원형으로 돈다는 것을 증명하게 됩니다.

 

정리

코페르니쿠스: 지동설

티코 브라헤: 지구@태양 중심 우주론.

갈릴레이: 지동설 증명

케플러: 행성의 타원형 궤도 발견

뉴턴: 이 모든 것을 중력으로 깨끗하게 증명

갈릴레이

갈릴레이

갈릴레이는 지동설을 증명한 학자입니다. 케플러와 동시대에 살았고 더 유명합니다. 그는 “두 우주체계에 대한 대화”라는 책을 써서 지동설을 증명하였습니다. 당시의 천문학 혁명을 이끈 학자입니다. 그러나 그가 항상 맞았던 것은 아닙니다. 행성이 태양을 타원으로 돈다는 케플러의 말은 무시했다고 합니다.

일생

갈릴레이는 1564년 2월 15일에 이탈리아 피사에서 태어났습니다. 갈릴레이는 11세에 수도원에 가서 아리스토텔레스의 이론에 대해 배웠습니다. 17세에 갈릴레이는 아버지의 뜻에 따라 피사대학 의학부에 갔습니다. 그러나 그 당시 피사대학은 아리스토텔레스파가 주도하고 있었습니다. 그리고 수학에 매력에 빠진 갈릴레이는 직업적인 수학자의 길을 걷겠다고 말합니다. 갈릴레이는 논문을 발표하고 파도바 대학에서 공부를 하며 유명한 학자들을 만났습니다. 그곳에서 갈릴레이는 두 개의 쇠공을 떨어뜨리는 유명한 실험을 하게 됩니다. 갈릴레이는 망원경을 만들고 천체를 관측하고 많은 발견을 하였습니다. 1613년 3월 5일, 교황은 지동설이 오류라고 발표했습니다. 그러나 갈릴레이는 그의 친구인 우르바누스 8세에게 부탁해서 “두 우주 체계에 대한 대화”를 출간했습니다. 이 책은 지동설이 왜 옳은 가를 설명하는 책입니다. 결국 갈릴레이는 교회에 갇히고 1642년 죽을 때 까지 토리첼리같은 제자들을 키웠습니다. 갈릴레이는 자신의 책에서 고정관념의 위험을 말했지만 자신도 고정관념에 사로잡혔다고 합니다.

업적

갈릴레이는 32배율의 망원경을 개발하였습니다. 코페르니쿠스는 지동설이 옳다는 것을 증명하는데는 실패했지만 갈릴레이는 성공했습니다. 그리고 그는 뉴턴의 이론의 기본에 되는 속도와 가속도의 원리를 확립했습니다. 그는 그당시 혁명의 중심이었던 위대한 과학자였습니다.

케플러

  케플러는 천문학 혁명시대에 살았던 독일의 천문학자입니다. 그는 행성들이 태양을 타원형으로 도는 것을 밝혀냈습니다.

 

케플러는 1571년 12월 27일에 태어나 1630년 11월 15일에 죽었던 천문학 혁명의 중심이었던 독일의 천문학자이자 수학자였습니다. 케플러는 6살에 혜성을 목격하였고, 9살에는 월식을 관찰하였습니다. 그렇게 케플러는 천문학을 알게 되고 사랑하게 되었습니다. 1589년에 케플러는 튀벵겐 대학에 신학생으로 들어가 철학을 공부했습니다. 그곳에서 그는 코페르니쿠스의 이론을 듣고 그 이론을 좋아하게 되었습니다. 그는 오스트리아의 그라츠의 천문학 교사가 되었으나 좋은 선생님은 되지 못하였습니다.

(케플러가 책에 그린 그의 모형) 케플러의 이론은 행성들이 태양을 원형으로 돈다는 것입니다.)

  케플러는 1600년에 체코 프라하로 갔습니다. 그곳에서 케플러는 티코브라헤의 제자가 되었습니다. 그러나 그렇게 좋은 관계가 아니어서 브라헤가  죽을때까지 밥먹듯이 싸우고 화해했다고 합니다. 갈릴레이와의 관계도 유명하다고 합니다. 둘은 서로의 말은 듣지도 않았고 편지를 보냈는데 읽어보지도 않았다는 유명한 이야기가 있습니다.

  30년전쟁으로 케플러는 자신의 후원자들을 모두 잃었습니다. 그는 1630년 11월 15일에 죽었습니다. 여행한 것이 이유였습니다. 30년전쟁으로 무덤이 짓밟혀서 무덤마저 사라졌습니다

(케플러의 묘비석 스케치)

 

미리보기

티코 브라헤

 티코 브라헤는 천문학 혁명의 주요 인물중 하나입니다. 티코 브라헤는 코페르니쿠스의 이론에 관심을 가졌지만 다 받아들이지는 않았습니다. 그는 코페르니쿠스의 이론이 성서의 이론에 어긋난다고 생각했습니다. 결국 티코 브라헤는 자신만의 태양.지구중심의 우주론을 세웠습니다. 천동설과 지동설을 합한 것입니다. 이 이론은 행성들이 태양을 돌고 태양은 지구를 돈다는 것입니다.  지구는 여러 위성을 거느린 태양이라는 위성을 거느린다는 이론이니까 근본적으로는 천동설입니다. 그리고 그는 많은 관측 자료를 만들어 그의 제자 케플러가 천문학 혁명의 한 획을 긋는데 큰 역할을 했습니다.

티코 브라헤의 우주 구조

 

티코 브라헤의 천문학에 대한 관심은 일식을 관측하고 나서 시작되었습니다.

그 후 티코 브라헤는 많은 업적을 이루었습니다. 그는 신성을 발견하고 혜성을 발견하였습니다.

그는 자신만의 우주론을 세웠습니다. 태양.지구 중심 우주론입니다.

그의 이론에는 태양과 지구가 중심에 있고 지구는 돌지 않습니다. 많은 행성이 태양과 지구를 돈다는 설입니다.

코페르니쿠스의 일생

어린시절

위대한 천문학자 코페르니쿠스는 1473년 2월 19일, 폴란드 중북부 토룬에서 태어났습니다. 코페르니쿠스는 좋은 집안에서 태어났습니다. 그의 아버지는 폴란드 왕을 도와 독일(프러시아)와 싸운 유명한 상인이었고 그의 어머니도 유명한 상인의 딸이었습니다.

 (토루인)

대학시절

코페르니쿠스는 1491년 겨울, 크라쿠프 대학에 등록했습니다.

코페르니쿠스는 그곳에서 아리스토텔레스의 이론에 대해 배우고, 친구들과 토론을 하였습니다. 그 후 코페르니쿠스는 여러 천문학 이론을 접하고 천동설 이론들이 서로 모순된다는 것을 발견했습니다.

(크라쿠프 대학)

 

천문학 활동

코페르니쿠스는 1530년대에 천문학에 몰두할 수 있었습니다.

교황의 비서는 교황에게 그의 이론을 설명하기도 했고, 어떤 추기경은 그에게 이론을 설명해달라고 편지를 쓰기도 했습니다. 그의 책 “천체의 회전에 관하여”가 출간되자, 그는 뇌출혈에 걸렸습니다. 1543년 5월 24일 그는 뇌출혈로 죽었습니다.

참고 문헌:위키피디아 코페르니쿠스

사진출처:위키피디아

 

유럽의 천문학 혁명의 시작

 1530년에 코페르니쿠스는 아주 놀라운 책 “천체의 회전에 관하여”를 만들었습니다. 그리스(유럽)천문학이 멸망한지 1000년 후입니다. 그러나 그 당시에는 사람들이 지구가 우주의 중심이고 태양과 달, 행성들이 돈다고 생각하였습니다. 막강한 권력을 가진 교회도 그렇게 생각하고 있었습니다. 그 때 사람들은 지구가 우주의 중심에 있을 뿐만 아니라, 지구는 베들레헴이 중심인 평평한 땅이라고 생각했습니다. 프톨레마이오스의 이론으로도 여러 현상이 설명되는데 왜 코페르니쿠스는 태양이 중심이라고 생각했을까요? 그 이유는 신은 우주를 완벽하게 만드셨는데 프톨레마이오스의 천동설은 너무 복잡한데 지동설로 우주를 설명하면 간단하기 때문입니다. 그후 코페르니쿠스의 이론은 갈릴레이와 케플러가 받아들이면서 근대 천문학의 기초가 됩니다.

프톨레마이오스의 우주론 

코페르니쿠스의 우주 체계

 

그리스의 천문학

그리스의 첫 과학자는 탈레스입니다. 탈레스는 일식을 예언한 것으로 유명합니다. 메디아와 리디아가 싸울 때, 일식이 일어났습니다. 그 때 탈레스는 일식을 예언했습니다. 탈레스는 우주가 물로 이루어졌다고 생각했습니다. 그 이유는 물이 모여 삼각주(흙)이 되고 물이 증발하면서 공기(수증기)가 된다는 헛소리였습니다.

그 후 많은 우주의 본질에 대한 토론이 생겼습니다. 물이론은 쉽게 반론이 가능하기 때문이죠. 바로 불입니다. 그 후 많은 주장이 나오고 진짜 천문학은 아리스토텔레스부터 시작됩니다.

아리스토텔레스는 그리스 천문학의 체계를 잡았습니다. 아리스토텔레스는 이렇게 생각했습니다.

지구가 우주의 중심이고 순서대로 달, 수성,금성,태양,화성,목성,토성이 지구를 공전하고 있고 밖에는 별들이 있는 천구가 있다는 이론입니다. 이 이론은 프톨레마이오스가 계승했습니다.

프톨레마이오스는 천동설을 계승한 천문학자입니다. 프톨레마이오스는 화성의 주전원으로 화성의 역행을 설명했습니다.

화성은 지구를 도는 중에 어떤 원을 공전한다는 설입니다. 그러면 화성의 역행이 설명됩니다. 이 아리스토텔레스와 프톨레마이오스의 천동설은 1000년동안 유럽인의 생각을 주도했습니다. 이유는 간단합니다. "그분이 말씀하셨으니까" 
그러자 유럽사람들은 고정관념에 사로잡혀 새로운 생각을 하지 못합니다.

당연히 그리스 천문학은 종말을 맞고 유럽 천문학은 1000년후, 코페르니쿠스 덕분에 다시 살아납니다.

천문학의 유래와 발전

천문학은 어떻게 유래됬고 어떻게 발전했을까요? 그 먼 옛날에 농사나 사냥이나 하지, 하늘을 연구할 시간이 있었을까요? 사실은 농사를 짓는데는 천문학이 필요합니다. 그리고 인간은 자연에 관심이 많으니 하늘에도 관심이 많습니다. 그래서 천문학은 인간의 하늘에 대한 관심, 농사예견으로 유래되었다고 볼 수 있습니다.

                         (별을 보면 홍수가 언제 올 지 알 수 있습니다)

동양에서는 중국과 우리나라, 아프리카에서는 이집트와 메소포타미아에서 천문학이 시작되었다고 할 수 있습니다. 그러나 그 당시의 천문학은 체계가 잡히지 않았습니다. 체계를 잡은 민족은 그리스라고 생각됩니다. 그 후 르네상스가 오고 17세기부터 근대 천문학이 발전하기 시작합니다. 중세 천문학과 근대 천문학은 다릅니다. 근대 천문학은 체계가 잡혔고 진짜 천문학이지만 중세는 점성술이었습니다. 그래서 중세에는 이슬람이 그 대를 이었습니다. 이슬람은 십자군 전쟁 후에 많은 그리스의 지식들을 역수출했습니다. 그 후 망원경이 발견되고 20세기에는 현대 물리학이 시작 되었습니다. 그 후 이제는 관측천문학, 천체물리학으로 나뉘어 연구되고 있습니다. 관측천문학은 말 그대로 우주를 관측하는 학문이고 천체물리학은 우주의 물리를 연구하는 학문입니다. 현재 천문학의 앞날을 밝습니다. 천문학에 드는 예산이 커지고  있기 때문입니다. 이제 천문학은 절대 천문학자만의 학문이 아닙니다.