서양 천문학의 역사 - 2 천년간의 난제 : 행성의 역행

1. 서양 천문학의 역사- 2천년간의 난제 : 행성의 역행 적위 적경 행성의 운동 순행 (順行) : 서 → 동 역행 (逆行) : 동 → 서

2. 1. 그리스의 천문학 • Pythagoras (~550BC) : 자연현상을 수의 체계로 설명하려고 시도 • 우주의 중심은 태양이고, 지구는 그 주위를 돈다 (태양중심설) • (2) Plato (427~347BC) • 천체의 운동을 이해하기 위해서는 적용가능한 가정이 필요하다. • - 천체들은 지구 주위를 돌고 있으며 • - 행성들의 운동은 가장 순수한 형태인 원운동을 한다. • (3) Aristotles (384~322BC) – “천구에 관하여 (On the Heaven)” • 지구가 구형이라는 증거 제시 • - 월식때 지구의 그림자가 둥글다. • - 북극성의 고도가 위치에 따라 다르다. • - 배가 돛부터 보인다. • (4) Eudoxus – 플라톤의 제자로 수학자 • 행성은 자신의 구 (sphere)를 갖고 있으며, 다양한 속도로 회전을 한다. • ← 초기에는 행성의 역행을 어느 정도 설명할 수 있었다. • (5) Hipparchus (190?~125?BC) • 행성운동을 설명하기 위해 원으로 이루어진 계 (system)를 제안 • 주전원과 이심원의 개념을 도입하여 • 행성의 역행운동과 역행시 행성이 밝아지는 현상을 설명할 수 있었다. • 세차운동을 발견 • 별의 밝기를 나타내는 등급의 개념을 도입

3. 1. 그리스의 천문학 (계속) • (6) Ptolemy (Ptolemaeos, 85?~165?AD) – “알마게스트” • 천동설 (지구중심설)을 정립 • - 주전원과 이심원을 수정 • - Equant를 도입하였고, 이심원이 Equant를 중심으로 등각속도 운동을 한다. • - 지구가 우주의 정중앙에 있지 않다. • 48개 별자리를 설정 • 달, 태양, 5개 행성 및 항성의 8개 구면으로 구성 • 행성운동을 비교적 잘 설명할 수 있었다. • 구면 다음에 천당과 지옥을 둘 수 있어 • 기독교의 우주관으로 채택됨 • 잘못된 모형이므로, • 처음에는 관측을 잘 설명할 수 • 있었으나 오차의 누적으로 • 새로운 주전원을 더 도입하여야하는 • 문제점을 안고 있었다.

4. 2. 코페르니쿠스 혁명 (Copernican Revolution) • (1) Copernicus (1473~1543AD) – “천체의 회전에 대하여 (De Revolutionibus)” • 지동설 (태양중심설) 주장 • - 행성들은 태양을 중심으로 원운동 • - 천동설보다 수학적으로 간단 • - 확실한 증거의 제시도 없고, • 증명할 방법도 제시하지 않았다– “宇宙論” • 원운동 가정 → 관측과 차이 • 1400년 이상 굳어진 지구중심적 사고방식을 벗어나기 어려웠다. • (2) Tycho Brahe (1546~1601AD) • 가장 정확한 맨눈관측 기록을 남긴 천문학자 (관측 오차 2’) • 코페르니쿠스의 지동설도 천동설과 마찬가지로 관측과 큰 차이 • → 변형된 천동설 주장 • 永遠不變하다고 믿었던 하늘에서 새로운 별 (超新星)이 • 나타나기도 하고, 혜성이 천체현상임을 인식 • (3) Kepler (1571-1630AD) – 행성운동의 3가지 법칙 발견 • Tycho Brahe의 관측자료와 Copernicus의 지동설을 결합 • - 타원궤도 운동 : 태양이 한 초점에 존재 • - 면적속도 일정의 법칙 : 각운동량 보존 법칙 • - 조화의 법칙 : (공전주기)2∝ (장반경)3

5. 3. 과학혁명이 시작되다 (1) Galilleo Galilei (1564-1642AD) 망원경을 통해 우주를 보다 (1609년) ← 감각의 한계를 넘어 도구로 !! 달의 표면 스케치 목성 위성의 위치변화 금성의 모양 변화 태양의 흑점관측, 은하수 Galileo의 망원경

6. 갈릴레오 갈릴레이 천체망원경 400주년을 기념, UNESCO와 국제천문연맹은 2009년을 ‘2009 세계 천문의 해(IYA2009)’로 지정 • 2007년 12월, 제 62차 UN 총회, ‘IYA2009’ 선포 • 전 세계 137개국 참여 • 일반시민들이 직접 별을 보는 체험을 통해 우주가 어떤 곳인지 스스로 자각토록 함 • 2008년 12월,국회 IYA2009 지지결의안 통과

7. (2) I. Newton (1642-1727AD) - 만유인력 발견 (1687년) - “힘”이라는 개념을 사용하여 행성운동을 기술 → 물리학이 태동 • 4. 20세기의 천문학 • 외부은하의 발견 (1924년) • : 안드로메다 성운이 星雲이 아니라 銀河임을 확인 • (2) E. Hubble : 팽창우주의 발견 (1929년) • (3) A. Penzias & R. Wilson : • 극초단파 배경복사 발견 (1964년) • (4) 1970년대 : 우주 거대구조의 존재 확인 • (5) 1997년 : 우주의 가속팽창 발견 자외선으로 본 안드로메다 은하 SDSS 탐사관측 WMAP으로 관측한 우주배경복사

8. 5. 우주를 보는 窓의 확대 (1) 우주전파의 발견 1931년 K. Jansky – 우리은하 중심에서 전파가 오는 것을 발견 --- 눈에 보이지 않는 빛을 보다! K. Jansky의 전파망원경 (안테나) 은하수 – 가시광 (아래)과 전파 (왼쪽)

9. 5. 우주를 보는 窓의 확대 (계속) (2) X-선 관측 1966년 Sco-X1 발견 (3) 적외선으로 확대 1960년대 후반 Becklin & Neugebouer (4) NASA의 우주망원경 • Hubble Space Telescope (가시광) • Compton Gamma-Ray Observatory (g-선) • Chandra X-ray Observatory (X-선) • Spitzer Space Telescope (적외선) 1923년 1969년 H. Oberth (왼쪽)과 L. Spitzer (오른쪽) HST 1990년 4월 24일 발사 우주팽창을 발견한 E. Hubble의 이름을 붙임 1993년 12월 2일 광학계 교체 후 양질의 영상 관측 수행

10. Hubble Space Telescope (HST)

11. Hubble Space Telescope (HST)

12. Compton Gamma-Ray Observatory (CGRO) • 1991년 4월 5일 발사, 2000년 6월 4일 퇴역 • 우주에서오는 감마선 (g-ray) 관측 • g-ray : 중력붕괴와 같은 현상에서 방출 • H. Compton : 전자에 의해 에너지가 큰 빛이 산란되는 현상을 발견하여 노벨상 수상 • 측정 에너지 : 30keV ~ 30 GeV • 관측기기 :BATSE, COMPTEL, OSSE, EGRET COMPTEL로 얻은 감마선 천체의 분포

13. Chandra X-ray Observatory (CXO) 1999년 7월 23일 발사 인도출신 천체물리학자 Chandrasekhar의 이름을 붙임 관측장비 : ACIS, HRC, LETG, HETG

14. Spitzer Space Telescope (SST) 2003년 8월 25일 발사 우주망원경 설치에 큰 공헌을 한 L. Spitzer의 이름을 붙임 중적외선 영역 관측 (3.6mm~160mm) 관측장비: IRAC, IRS, MIPS