대단한 하늘여행 - 천문학자 우주 구조를 고민한 사람들

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대단한 하늘여행 - 천문학자 우주 구조를 고민한 사람들

 영원한 인간사랑 ・ 2023. 12. 3. 19:56

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대단한 하늘여행 - 천문학자 우주 구조를 고민한 사람들

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2023.12.02. 13:11조회 0

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대단한 하늘여행

천문학자

우주 구조를 고민한 사람들

처음 하늘을 관찰하고 그 내용을 기록으로 남긴 민족은 BC 3000년경 이라크 근처에서 살았던 수메르(Sumer)인과 바빌로니아인이었다. 특히 수메르인들은 작은 점토판에 새겨진 쐐기 모양의 설형 문자를 남겼는데, 니푸르(Nippur)에서 출토된 이 점토판은 일종의 천궁도(天宮圖)이며, 가장 오래된 천문학에 관한 자료로 인정된다. 그 후 우주의 구조를 최초로 구상한 사람은 탈레스(Thales, ?~?)의 제자인 아낙시만드로스(Anaximandros, BC 610~546)였다. 그는 두터운 원반 모양의 지구를 우주의 중심에 두고 서로 엇갈리는 세 개의 고리가 지구를 돌고 있다고 생각했다. 한 세기 반이 지난 후 아낙사고라스(Anaxagoras, BC 500?~428)는 달과 행성들이 지구와 비슷하며 단단한 물체라고 주장하면서 우주 구조를 고민하였다.

고대에는 주로 농사를 목적으로 천문학(Astronomy)이 발달되었지만 그리스 시대에는 좀 더 나아가 철학적인 관점에서 우주의 구조에 대해 고민하게 되었다. 그리스의 철학자인 아리스토텔레스(Aristoteles, BC 384~322)도 지구가 고정되어 있다는 지구 중심적인 사고를 갖고 있었다. 그는 지구를 중심으로 태양, 달, 행성들, 별들이 각자 고유한 주기로 끊임없이 돌고 있다고 생각했다. 즉, 천동설을 주장했다. 그 후 헬레니즘 시대(BC 323~30)1)가 지날 때에도 프톨레마이오스를 비롯한 많은 사람들이 천동설에 근거를 둔 우주관을 가지고 있었다. 이러한 천동설은 우주의 중심은 지구이고, 모든 천체는 지구의 둘레를 돈다는 학설인 지구중심체계(地球中心體系, geocentric system)로 근대 천문학이 발달되지 않은 16세기까지 세계적으로 널리 받아들여졌다.

천동설

아리스타르코스(Aristarchos, BC 310?~230?)는 지구가 태양 주위를 돈다는 가설을 최초로 암시했다. 일종의 지동설이었다. 지동설은 태양중심체계(太陽中心體系, heliocentric system)로, 지구가 자전하면서 태양의 주위를 돈다는 설이다.

16세기 초엽, 성직자 코페르니쿠스(Nicolaus Copernicus, 1473~1543)는 기존 우주관을 완전히 뒤엎는 혁신적인 가설을 제시하였다. 그는 우주의 중심은 태양이며, 지구도 태양 주위를 도는 행성이라는 가설을 제안한 최초의 근대적 천문학자였다. 하지만 코페르니쿠스도 아리스토텔레스의 관점에서 크게 벗어나지는 못하였다. 말하자면 탈레스가 살았던 시대부터 근 2천 년은 우주에 관한한 혼란과 혼동의 시기인 셈이다.

지동설

1608년 한스 리퍼세이(Hans Lippershey, 1570~1619)가 초보적인 망원경을 발명하였는데, 이듬해 갈릴레이(Galileo Galilei, 1564~1642)가 그것을 개조하여 인류 역사상 최초로 망원경을 사용하여 천체를 관측하기 시작하였다. 17세기와 18세기에는 뉴턴(Isaac Newton, 1643~1727)이 지구에서 물체를 운동시키는 힘과 행성이 태양 주위를 돌게 하는 힘이 같다는 운동법칙을 밝혔다. 또한 뉴턴의 만유인력법칙은 행성이 태양 주위를 돌게 하는 힘을 수학적으로 증명해 냈다. 그 후 그는 천체의 운동을 밝히는 데 반드시 필요한 미적분(calculus)을 발명해 낸다.

독일의 천문학자 케플러(Kepler Johannes, 1571~1630)는 태양과 각 행성 사이의 상대적인 거리를 파악하였다. 1672년 프랑스의 천문학자 카시니(Jean Dominique Cassini, 1625~1712)는 다른 연구자와 더불어 지구와 태양 간의 거리인 천문단위(AU; Astronomical unit)를 계산해 냈는데, 오늘날 측정한 거리와 10% 정도밖에 차이가 나지 않았다. 그리고 1676년 뢰머(Ole Christiansen Rømer, 1644~1710)는 세계 최초로 빛의 속도를 계산해 냈다.

19세기와 20세기 초반은 물리학 분야에서 천문학적 성과들이 얻어진 시기였다. 1800년 윌리엄 허셀(William Frederick Herschel, 1738~1822)은 태양이 사람의 눈으로는 볼 수 없는 빛을 내뿜고 있다는 사실을 알아냈다. 1814년 물리학자인 요셉 프라운호퍼(Joseph von Fraunhofer, 1787~1826)는 가시광선의 종류를 알아냈으며, 물리학자 제임스 클라크 맥스웰(James Clerk Maxwell, 1831~1879)은 가시광선도 입자들의 상호 작용으로 발생하는 파장의 일종인 전자기파(Electromagnetic radiation)라고 주장했다.

1913년 덴마크의 닐스 보어(Niels Henrik David Bohr, 1885~1962)가 시작한 양자역학(quantum mechanics)도 비약적인 발전을 거듭하여, 물체의 스펙트럼(spectrum)2)을 분석하면 성분 물질을 알아낼 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 이 같은 물리학적 발견들을 토대로 천문학자들이 천체가 발산하는 빛을 분석할 수 있게 되었으며, 이는 현대 천체물리학이 탄생하는 계기가 되었다.

[네이버 지식백과] 천문학자 - 우주 구조를 고민한 사람들 (대단한 하늘여행, 2011. 4. 8., 윤경철)