우주의 개관

우주의 개관

'우주'는 너무나 광범위하게 쓰이는 말입니다. 그래서 때로는 '우주란 무엇인가?' 따위의 얘기를 할 때 그 의미와 범위를 나름대로 정리해 두는 것이 유용할 때가 있습니다. 우리가 이 수업에서 생각해 볼 우주는 기본적으로 물질적인 관점, 즉 유물론적인 관점에서 본 우주입니다. 여기에 물질적인 우주를 이끌어가는 원리가 더해지면 물리적인 우주라고 부를 수 있습니다. 정리하면, 우리가 다루는 물질과 빛, 즉 에너지를 일정한 원리(또는 규칙)하에 만들어 담고 있는 시공간입니다.

이런 우주에는 여러 구성원이 존재합니다. 우주를 개괄적으로 파악하기 위해서 우주 구성원들의 크기와 수명을 우리를 기준으로 비교해 보기로 합니다.

Powers of ten: 비디오 감상

by Charles and Ray Eames

cf. 읽어 보기
10의 제곱수들, 필립과 필리스 모리스 지음, 민음사

로켓을 타고 아래 위로 수직 이동한다고 상상: 거시와 미시의 세계로

거시의 세계로

사람 -> 지구 -> 태양계 -> 우리은하 -> 우리은하군 -> 우리초은하단
-> 관측 가능한 우주 -> 전체 우주

미시의 세계로

사람 -> 세포 -> DNA -> 원자 -> 원자핵 -> 쿼크

Powers of Ten: Slide Show
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숫자의 지수 표시법

천문우주학에서 다루는 숫자는 우리가 일상에서 사용하는 숫자에 비해서 무척 큽니다. 그래서 숫자를 지수로 표시하는 것이 여러가지로 편리합니다.

10-2 = 0.01

10-1 = 0.1

100 = 1

101 = 10

102 = 100

109 = 1,000,000,000

(비교: 10,000.1 10.000,1 1,0000.1)

10-9 = nano

10-6 = micro

10-3 = milli

10-2 = centi

103 = kilo

106 = mega

109 = giga

우주 구성원의 크기: 공간

원자핵: 10-16 m

사람: 100 m

초은하단: 1024 m

우주 구성원의 수명: 시간

중성자: 8 분

사람: 102

밝고 무거운 별: 108

우주: 1010

천문학에서 쓰이는 크기 단위

천문우주학에서 사용하는 거리 단위는 미터나 킬로미터로 표시하기에는 너무 큰 경우가 많습니다. 아래에 천문우주학에서 많이 사용하는 거리 단위를 정리해 보았습니다.

광년 (ly): 빛이 일년 동안 날아간 거리

1 광년 = 1 ly = 9.5 x 1017 cm

천문단위 (AU): 지구와 태양의 평균 거리

1 천문단위 = 1 AU = 약 1억 5천만 km

1 파섹 (pc) = 3.26 광년 = 3 x 1018 cm

1 kpc = 1000 pc

1 Mpc = 1000 kpc

우주 달력

우주의 역사를 생각하면 너무나 장구한 세월이어서 일상의 느낌으로는 얼른 감이 오지 않습니다. 대폭발을 1월 1일 0시로 설정하고 우주의 나이를 150억년으로 가정해봅시다. 그리고, 우주의 역사를 1년으로 축소한 우주 달력을 만들어 보면 훨씬 더 실감이 납니다. 이때 우주 달력의 1초는 475년입니다.

우주의 시작 (대폭발): 1월 1일 0시

은하의 탄생: 1월 24일

태양계의 탄생: 9월 9일

지구의 탄생: 9월 14일

지구상에 생명체의 탄생: 9월 30일

인류의 탄생: 12월 31일 22시 30분

부처 탄생: 12월 31일 23시 59분 55초

예수의 탄생: 12월 31일 23시 59분 56초

현대천문우주학의 역사: 12월 31일 자정의 약 0.2초간