우주에 관한 여러가지 상식들

이 내용은 대충일수도 있으니 대략 이해하자.

 

1. 지구 자전 속도를 계산해보자.

지구의 반지름은 6,400km 이니 둘레는 6400 * 2 * 3.14 => 40,192km이다. 이 거리를 하루 자전동안 돌게 되므로 시속 1,600km 정도 된다. 그럼 초속 460m 정도 움직인다.

(이 값은 가장 긴 지름 기준이고 위도가 높아질 수록 속도는 줄어든다)

 

2. 지구의 공전 속도를 계산해보자.

지구의 공전 속도는 그냥 시속 107,160㎞ 이며 초속 30km 정도 된다.

(공전속도는 궤도에 따라 달라지기 때문에 평균으로 봐야 한다)

 

3. 태양계(지구 포함)의 은하 중심 회전속도

초속 213km 정도 된다. 시속으로 하면 766,800km 이다.

 

결론으로 보면 지구는 매초 460m로 돌면서 30km 로 태양을 돌며 213km로 은하 중심을 돈다.

지구는 매일 한바퀴 돌고 365일에 태양을 한바퀴 돌며 2억 5천만년마다 은하계를 한바퀴 돈다. 그런데 우리 은하도 이동하고 있는데 은하계 중심 이후엔 우주의 중심이라고 기준을 잡을 수 없어서 딱히 속도를 계산할 수 없는듯 보인다.

 

상대성 이론에 따르면 시간은 속도에 따라 다르게 가게 됨으로 우리는 이 속도에 맞춰신 시간계에 살고 있는 셈이겠다.

 

참고로 안드로메다 은하와 우리 은하계는 2백만 광년 정도 떨어져 있는데 몇십억년 후에 합해질거라 한다.

 

4. 1초의 정의 : 국제도량형국은 1967년 세슘(Cs) 원자가 91억9263만1770번 진동할 때 걸리는 시간을 1초로 정의했다. 물론 이후 더 정밀하게 바뀌었는데 읽어도 무슨 소리인지 모르겠다;;

 

5. 빛의 속도 : 초당 299,792,458m 거리를 이동한다. 이 거리는 물론 진공상태에서 이동 거리이다. 빛 역시 매질(빛이 통과되고 있는 재질)에 따라 속도가 달라지기 때문에 진공에서 이동한 거리를 표준으로 삼는다. 광속은 299,792,458 x 3600 x 24 x 365 로 9,454,254,955,488km 이다. 참 크기도 하다;;

 

참고로 태양에서 가장 가까운 항성(별)은 알파센타우리로 광속으로 4년정도 걸린다고 한다.

 

6. 달까지 빛으로 가는 속도 : 1.2초 정도 걸린다. 거리가 대략 40만km 떨어져 있다.

 

7. 태양까지 빛으로 가는 속도 : 8분 30초 정도 걸린다. 거리가 대략 1억 5천만km 떨어져 있다. 태양이 갑자기 사라지면 우린 8분 30초 후에 인식하는 거다.

 

8. 1M의 정의 : 빛이 1/299,792,458초 동안 이동한 거리이다. 숫자가 눈에 익다.

 

9. 빛의 상대적 속도 : 빛은 매질에 따라 속도가 달라진다. 빛은 진공에서 가장 빠르고 물이나 유리 같은 물질을 통과할 때 느려진다. 그래서 볼록렌즈같은 경우 외각에 얇은 구간을 통과한 빛과 중앙의 두꺼운 부분을 통과한 빛의 속도가 달라 빛의 진행방향이 굴절되어 촛점으로 모인다. 빛을 직선으로 생각하지 말고 파장으로 이해해야 이해가 편한다. 이 부분은 굴절 망원경의 아주 중요한 원리이니 관심 있는 분은 따로 공부해보는 것이 좋을 듯 하다.

 

10. 우주의 팽창속도 : 빛의 속도보다 더 빠르다. 그럼 상대성 이론을 벗어난건가? 아니다. 우주의 팽창은 속도의 개념이 아니라 공간이 확대되고 있기 때문이다.공간이 만들어지지 않은 곳에서 공간이 만들어지니 속도란 개념이 있을 수 없다. (속도나 거리는 모두 공간개념을 기반으로 하고 있지 않은가!)

빛의 속도보다 빠르다면서 최대속도가 얼마인지는 알려주지 않는다;; 어디서 찾을 수 있을까?

 

11. 우주의 나이 : 137억년이라고 한다.

 

12. 우리 은하에서 다른 은하까지의 거리재기 : 너무도 멀고 기준점도 없는데 어떻게 잴까? 해답은 초신성 폭발에 있다. 초신성은 몇가지 타입이 있는데 잘은 기억 안나고 아마 타입2 형태의 폭발이 동일한 에너지 량을 방출한다는 가정으로 각 은하에서 아주 가끔 발생하는 초신성 폭발을 관측하여 그 빛의 강도를 기준으로 재는 것 같다.

 

13. 우주가 팽창하는 힘 원천 : 암흑에너지라고 알려진 아직 발견되지 않은 에너지가 있단다. 우주 총질량의 74%를 차지한다고 한다. 참고로 우리가 볼 수 있는 가시영역은 4%, 암흑물질이라고 알려진 역시나 잘 안보이는 물질이 22% 차지하고 있다고 한다.

 

14. 명왕성이 행성에서 왜소행성으로 바뀐 이유 : 명왕성 비슷한 크기의 다른 행성이 발견되었다. 아마 오래되진 않았을 거고 그때 그 행성을 태양계에 10번째 행성으로 넣을 것인가에 대한 논의를 하였는데 그러다가 둘다 빼버렸다. 굴러온 돌이 박힌 돌 빼내고 자기도 날라갔다. 실제 좀 더 설명해보면 명왕성 밖으로 카이퍼대라 불리는 엄청난 운석으로 이루어진 거대 집단이 존재하는데 (얘들도 다 태양을 돈다. 우리 태양은 생각보다 아주 멀리 그 중력장의 영향을 미치고 있다) 거기에 수 많은 커다란 운석이 발견될때 마다 행성으로 지정할 순 없지 않은가!  그래서 명왕성은 아웃됐다. 그래도 난 명왕성을 좋아라 한다.

 

* 실제 명왕성은 궤도도 심각하게 타원형이고 일반 행성들과 많이 차이나는 궤도를 가지고 있다. 그리고 크기도 우리 지구의 달보다도 작아서 솔직히 달이 지구를 벗어나 태양의 주위를 돌면 명왕성 따위야 할수도 있다. 명왕성이 빠져서 다시 크기 막내가 된 수성도 우리 달과 큰 차이 안나게 작은 편이다.

 

15. 태양계의 실제 크기 : 태양계의 크기란 태양의 중력장이 범위를 미치는 공간으로 이해하면 될 듯 한데 대략 2광년 정도 된다고 한다. 뭐 그리 넓은지 놀래신 분이 있다면 우리가 익히 아는 명왕성 뒤로 태양계에서 명왕성의 거리의 약 4천배에 이르는 공간 만큼이라고 하니 이해해 줘야 할 듯 하다.

대충 그려보면 태양 ...지구...............명왕성........ 카이퍼대 ..................................................................(중간생략)......................... 오르트성운 이렇게 구성되며 오르트성운은 혜성 공장지대이다. 그리고 여기까지가 태양이 중력범위에 들어간다.

 

16. 밤하늘에 젤 밝은 별 : 순수 항성만 따지면 시리우스이다. 오리온 뜬 다음 뒤따라 뜨는 이 큰개자리 알파별은 무지 밝다. 겨울에 볼 수 있다. 행성 중에는 목성이 가장 밝아 보이며 (내눈에) 늦가을 부터 봄까지 아주 오래 동안 보인다. 토성도 꽤 밝고 금성도 밝다. 화성은 별로 인듯.

 

17. 행성들,태양,별의 실제 크기 : 태양계에서 행성은 목성이 엄청 크다. 망원경으로 보이는 대적반에는 지구가 들어갈 정도 크기라고 한다. 그런 목성도 태양 앞에서는 찌그러진다. 그러나 그런 태양도 시리우스보다 작으며 시리우스는 폴룩스(기억이 맞다면 쌍둥이 자리 알파별)보다 작고 이별은 아크투르스(목동자리 알파별)에 비하면 또 비교도 안된다.  그런 아크투르스도 오리온 자리 리겔이나 베델기우스에 비하면 꼬맹이 수준이고  젤 크다고 알려진 별은 VY Canis Majoris 라는 이름의 별인데 태양의 2100배 직경을 가지고 있다고 한다.

 

오늘은 여기까지. 나중에 시간되면 더 정리해보련다.