행성간 충격파와 충격파 유도체 1. 행성간 충격파(Interplanetary shock, IP shock) 행성간 충격파는 태양풍의 속력, 밀도, 온도에서 관찰되어지는 급속한 불연속 으로 흐름 방향을 가로지르고 움직이는 위성 기준 좌표계에서 몇 분 동안 지속 된다. 이러한 태양풍 매개변수들의 급격한 상향 증가를 행성간 충격파로 정의한 다. 행성간 충격파는 팽창하는 태양풍으로 전파해가는 교란이다(Oh et al, 2002). 행성간 충격파는 태양폭발로 인해 행성간 매질이 압축되고 밀어 올려지며 형 성된다. 즉, 행성간 충격파 유도체가 앞으로 전파되는 동안 압력의 점진적인 증 가로 인해 물리량이 변화(증가)하게 된다(Foukal, 2004). 폭발적인 태양활동으로 발생하는 행성간 충격파는 안정된 상태의 태양..
태양활동 4가지 - 흑점, 플레어, 태양풍, 코로나 질량분출 태양에서 일어나는 현상들은 태양의 주변에 있는 태양계의 행성에 많은 영향 을 미친다. 태양과 비교적 가까운 거리에 있는 지구도 태양의 활동에 직접 또는 간접적인 영향을 받고 있으며 태양에서 흘러나오는 고에너지 입자, 자기장, 복사 에너지 등은 지구 근처 우주환경에 큰 영향을 주고 있다. 태양활동으로 인해 통 신, 항법, 지구 관측, 위성과 우주 기기들의 성능이 저하되고 오로라 현상, 지구 자기권의 교란이 나타나기도 한다. 따라서 태양의 활동을 이해하고 태양의 활동 이 지구환경에 미치는 영향에 대한 연구가 중요해지고 있다. 태양에서 일어나는 중요한 태양활동을 몇 가지 정리하면 다음과 같다. 1. 흑점(sunspot) 흑점은 태양활동과 밀접한 관련..
[천문학의 혁명 3] 요하네스 케플러 요하네스 케플러는 군인의 아들로 태어나 4세 때에 천연두를 앓는 등 육체 적인 병약함과 경제적인 빈곤 속에서 자랐다. 17세에 아버지가 전상으로 죽자, 이듬해 튀빙겐대학에 장학생으로 입학하여 신학을 공부하고 1591년 석사학위 를 받았다. 그러나 신학에 싫증을 느끼고, M.메스트린 교수로부터 소개받은 코페르니쿠스의 지동설에 감동되어 천문학으로 전향하였다. 1594년 그라츠대 학에서 수학과 천문학을 강의하는 한편, 점성력의 편수를 위촉받아 일하면서, 그 해 겨울의 강추위와 전쟁을 예고한 것이 적중하여 좋은 평판을 받았다. 1595년 천체력을 발간하고, 이듬해 『우주구조의 신비』를 출판하여 행성의 수와 크기, 배열간격에 대한 생각을 밝혔다. 이로 인하여 티코 브라헤와 갈..
[천문학의 혁명 2] 티코 브라헤 덴마크 귀족 출신의 천재적인 관측 천문학자인 티코 브라헤는 코펜하겐 대 학에서 정치가가 되려고 공부를 시작한지 1년만에 일식을 보고 갑자기 천문학 에 관심을 갖기 시작, 그후 평생을 천문 관측에 바쳤다. 그는 육안 관측 천문 학자로는 고대의 히파르코스 이후 가장 위대한 사람이다. 브라헤는 1576년 덴 마크왕 프레데릭 2세의 후원으로 벤섬에 '하늘의 도시'라는 뜻의 우라니보르 그 천문대(Uraniborg Observatory)를 직접 설계하여 당시로서는 세계에서 가장 잘 설비된 천문관측소를 건설하여 그때부터 대략 20년간 망원경이 사용되기 전의 세계 천문학사상 가장 훌륭한 관측 기록을 남겼다. 이 천문대는 최고의 관측기구를 갖춘 외에도 연구실, 관측실, 기계 공작실, 침..
[천문학의 혁명 1] 코페르니쿠스 비수아강(江) 근처 토룬에서 출생한 코페르니쿠스는 10세에 아버지를 잃고 외삼촌인 바체르로데 신부 밑에서 자랐다. 코페르니쿠스는 1491년 신부가 되기 위해 입학한 크라코프대학에서 철학교수인 불제프스키에게서 수학과 천문 학 강의를 들었는데, 이때 프톨레마이오스의 우주관(천동설)과 알폰소 항성목 록 사이의 불일치를 알게 되었다. 당시의 천문학에는 교회력의 시정과 항해력 의 개량이라는 두 개의 큰 문제가 미해결로 있었다. 교회력은 율리우스력을 오랫동안 사용한 까닭에 달력에서 춘분 등의 절기가 실제보다 10일 정도 늦게 와서 제례일과 계절이 부합하지 않는 종교적 권위에 관계된 문제가 있었다. 한편, 항해력은 원양항해자가 천문항법을 이용할 때, 천동설을 근거로 계산한 천체 위치..
헬레니즘시대의 우주관 2 이전글 [천문] - 헬레니즘시대의 우주관 1 3. 히파르코스의 관측천문학 히파르코스는 많은 다른 과학자처럼 지구중심설을 지지하였고, 행성의 운행 에 관해서는 이심원설을 주장하였다. 이심원설에는 고정된 이심원과 움직이는 이심원 두 종류가 있는데, 후자는 기하학적으로 주전원설과 같다. 그는 천동설을 고수하였지만 주전원과 이심원을 사용하여 관측된 현상과 모델의 일치에 합리적인 해석을 꾀하였다. 그리스 천문학이 단순히 기하학적 모델로 현상을 설명한 데 반하여 그는 천문학을 양적으로 취급하는 정밀과학으로 전환시켰 다. 그는 하늘에 관해 신비적이고, 미신적인 생각은 결코 하지 않았다. 또 천문계산에 삼각법을 체계적으로 사용하였다. 히파르코스의 발견 중에서 가장 중요한 것은 옛날의 천문관측 ..
헬레니즘시대의 우주관 1 1. 아리스타르코스 동심원구들로 이루어진 천체구조와 관찰간의 괴리를 제거하기 위해 헤라클 레이데스는 수성과 금성은 태양 주위를 회전하고 태양을 비롯한 다른 행성과 달은 지구 주위를 회전하는 불완전한 형태의 태양중심설을 제시하였다. 하지만 알렉산드리아에서 활동한 사모스 출신의 아리스타르코스(Aristarchos, B.C.3세기경)는 보다 완전한 태양 중심의 천체 모델을 제시하게 된다. 아르키 메데스가 전하는 바에 의하면 아리스타르코스는 우주의 중심이 지구가 아닌 태양이라는 가정하에 지구는 매일 한번씩 자전하면서 일년에 한번 태양 주위 를 공전한다고 주장했다. 또한 지구 주위를 도는 달을 제외하고 모든 행성 은 태양 주위를 회전하며 항성은 움직이지 않지만 지구가 자전하는 바람에 지 ..
고대 그리스의 우주관 1. 피타고라스 학파 피타고라스는 우주론에 있어서 수의 비례관계와 조황에 적극적인 관심을 두고 이것을 만물의 존재 형식이나 형성의 원리로 보았다. 그는 천체의 조화를 정수비라 해석하고 우주의 완전성을 위하여 완전한 수인 ‘10’을 우주의 수로 생각하 였다(행성인 1+2+3+4가 10인 것처럼). 또한 피타고라스가 대지를 구체로 생각한 것은 구체가 정육면체 중에서 가장 완전한 형태이기 때문이며, 천구운동에 원운동을 도입한 것도 원이 가장 완전한 평면도형으로 그것이 신성한 운동이라고 생각했기 때문이었다. 결국 그는 천구가 신성하다는 사상을 탄생시켰고, 특히 천구에 대한 수학적 고찰을 진전시켜, 천문학 연구의 수학화를 촉진시킴으로써 수리철학 형성의 기틀을 마련하였다. 우주의 모양에 관해서..
[우주의 운동 3] 천동설과 지동설의 논쟁 갈릴레이는 지구가 움직이고 있다는 것을 과학적으로 증명하려 한 최초의 인물이다. 여기서는 갈릴레이와 함께 우리의 주제, 지동설의 증거를 생각해 보자. 1608년경 네덜란드에서 망원경이 발명되었다는 소식을 들은 갈릴레이는, 망원경의 원리를 추측하여 스스로 망원경을 조립하여 천체를 관측했다. 다음은 그의 천체 관측결과를 요약한 것이다. ① 하늘은 생각했던 것보다 훨씬 넓었고 별도 많았다. 은하가 무수한 별들로 되어있음을 확인하였다.② 가장 놀라운 것은 달의 모습이었다. 달은 매끈한 천체가 아니라, 지구와 마찬가지로 산과 골짜기가 있었다. 그는 골짜기는 전에 바다가 있었던 곳 이라고 생각하고, 그림자를 재어 산의 높이를 계산했다.③ 그는 태양의 흑점을 관측했는데, 그..
[우주의 운동 2] 천동설과 지동설 태양은 동쪽에서 떠서 서쪽으로 지고 밤하늘의 별들은 북극성을 원점으로 해서 서에서 동으로 한바퀴 돈다. 달은 항상 똑같은 모습이 아니라 거의 30일 을 주기로 찼다가 기울었다 가를 반복하고 하루에 뜨는 시간이 50분씩 늦어지 는 운동을 한다. 이것이 우리 주위에서 흔히 발견될 수 있는 천체의 운동인 것이다. 이것을 우리는 어떻게 해석할 것인가? 먼저 태양을 보면 매일 동쪽으로 떴다가 서쪽으로 지므로 지구 주위를 매일 한 바퀴씩 돈다고 가정할 수 있을 것이다. 그렇다면 좀더 대담하게 지구가 우주의 중심이고 지구 주위를 모든 별들이 돈다고 생각하면 태양의 운동이나 별 의 일주운동, 달의 운동들이 어느 정도 설명될 수 있을 것이다. 이것이 바로 천동설이다. 아주 기본적인 가..