안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 중력과 시간의 상관관계를 알고싶어요
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.아이슈타인은 공간과 시간을 따로 분리된것이 아닌 하나의 시공간으로 통합된 개념을 설명하였고 중력은 단순히 물체를 끌어당기는 힘이 아니라 질량이 시 공간을 휘게 만들어 그 주변의 경로를 바꾸게 합니다. 질량이 크면 클수록 더 큰 중력을 발생시키게 하고 그에 따라 시공간이 많이 휘어지게 되는것이죠. 일반 상대성 이론에 따르면 중력이 강한곳에서 시간이 더 느리게 흐르며 시공간이 휘면서 시간의ㅎ흐름이 왜곡을 발생시키게 되는 것이죠. 중력이 클수록 시공간의 휨은 더욱 강해지고 시간이 더 느리게 흐르게 되며 반대로 중력이 약하면 지구보다 높은 고도나 우죽 ㅗㅇ간에서 시간을 더 빠르게 흐르게 하는것입니다. 지구와 같은 거대한 질량이 있는 천체는 주변 시공간을 휘어지게 하고 이 휘어진 시공간에서 시간이 다르게 흐르게 하는데 중력이 더 강한곳에선 시간을 더욱 느리게하며 중력이 약한곳에선 시간을 더욱 빠르게 흐르게 하는것이죠~ 인공위성은 지구보다 중력이 약한 곳에 있끼에 지구보다 시간이 조금 더 빠르게 흐르며 GPS 위성 시스템은 이러한 시간 차이를 계싼하여 정보를 제공하게 되는것이지요~ 중력에 의한 시간 지연은 관찰하는 위치에 따라 다르게 느껴집니다. 만약 중력이 강한 곳에 있는 사람을 멀리서 관찰한다면, 그 사람은 느리게 움직이는 것처럼 보일 수 있습니다. 이는 상대적으로 중력이 약한 곳에서 보는 사람의 시간이 더 빠르게 흐르기 때문에 일어나는 현상입니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주에 대해서 궁금증이 생겼는데요~!
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.무한한 우주라는 개념은 복잡하고 직관적으로 이해하기 어려운 부분이 있습니다. 우주가 무한한지 아니면 유한한지에 대한 확실한 결론은 아직 없습니다. 하지만, 과학자들은 현재 우주가 끝없이 확장하고 있다는 것을 알고 있습니다. 따라서 우주가 물리적으로 무한한 공간을 가지고 있을 가능성도 있지만, 우리가 직접 관측할 수 있는 우주는 관측 가능한 우주에 한정됩니다. 관측 가능한 우주는 빛이 지구에 도달할 수 있는 거리 내의 우주를 말하며, 그 크기는 약 930억 광년입니다. 이 바깥에는 우주가 더 있을 수 있지만, 빛이 도달하지 않아 우리는 그 정보를 알 수 없습니다. 현재 우주의 기원에 대해 가장 널리 받아들여지는 이론은 빅뱅 이론입니다. 빅뱅 이론에 따르면, 우주는 약 138억 년 전에 매우 작은, 무한히 뜨거운 상태에서 시작되었습니다. 그 이후로 우주는 팽창하며 오늘날 우리가 알고 있는 물질과 에너지가 형성되었고, 은하, 항성, 행성들이 만들어졌습니다. 빅뱅 이론은 우주의 초기 상태를 설명하지만, 빅뱅 이전에 무엇이 있었는지 또는 우주가 어떻게 탄생했는지에 대해서는 아직 명확한 설명을 제공하지 않습니다. 빅뱅 이전의 상태는 물리학적 모델로 설명하기 어렵고, 시간과 공간 개념도 현재 우리가 이해하는 방식과 다를 수 있습니다. 우주의 기원을 이해하는 첫 번째 단계는 빅뱅 이후 우주의 진화를 연구하는 것입니다. 빅뱅 이후 우주는 우주 배경 복사(CMB)라는 흔적을 남겼습니다. CMB는 빅뱅 이후 약 38만 년이 지났을 때 방출된 복사 에너지로, 오늘날 우리가 관측할 수 있는 우주의 초기 상태에 대한 정보를 제공합니다. 에드윈 허블이 우주가 팽창하고 있다는 사실을 발견한 이후, 과학자들은 우주가 시간이 지남에 따라 계속 팽창하고 있다는 것을 알고 있습니다. 이 팽창은 암흑 에너지라는 미지의 에너지에 의해 가속되고 있습니다. 우주의 팽창은 우주의 기원을 이해하는 데 중요한 단서가 되며, 우주가 시간과 함께 어떻게 변화해왔는지를 설명하는 데 사용됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 남극의 해가 1년에 한 번만 뜨고 지는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.지구의 자전축은 23.5도 기우렁져 있기에 지구는 태양 주위를 공전하면서 각기 다른 게절을 만들어내게 하는것이죠~ 극지방은 자전축의 기울기에 의해 극단적인 낮과 밤을 가지게 하고 지구가 태양을 공전하며 극지방은 6개월동안 낮이 6개월동안 밤이 지속되는 현상이 나타나게 됩니다. 남극에서는 9월 23일 무렵(춘분)에 해가 떠서, 그 이후 6개월간 해가 지지 않습니다. 이 기간을 남극의 극야 또는 백야라고 하며, 남극에서는 계속 낮이 지속됩니다. 그 후, 3월 21일 무렵(추분)에 해가 지기 시작하여, 그 다음 6개월 동안은 해가 뜨지 않고 계속 밤이 지속됩니다. 북극에서는 남극과 반대로, 3월 21일 무렵(춘분)에 해가 떠서 6개월간 해가 지지 않으며, 그 후 9월 23일 무렵(추분)에 해가 지고 6개월간 밤이 계속됩니다. 즉, 북극과 남극은 서로 반대되는 주기를 따릅니다. 극지방에서는 여름철 동안 태양이 밤에도 지지 않는 현상이 나타납니다. 북극에서는 5월~7월, 남극에서는 11월~1월에 백야가 나타납니다. 이 시기에는 태양이 하늘을 계속 돌아다니며 지평선 아래로 내려가지 않고 밤에도 하늘에 머물러 있게 됩니다. 반대로 겨울철에는 태양이 뜨지 않는 극야가 나타납니다. 북극에서는 11월~1월, 남극에서는 5월~7월에 극야가 발생하며, 이때는 낮에도 해를 볼 수 없습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우리은하에 포함되다가 다시 빠져나가는 항성도 있나요
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.은하에서 항성이 빠져나가기 위해선 은하의 탈출속도를 초과하는 ㅗㅅㄱ도로 움직이게 되었을때인데 은하의 탈출 속도는 은하가 항성을 붙잡고 있을 수 있는 중력의 한계 속도입니다. 우리 은하의 중심에서 멀어질수록 탈출 속도는 약해지지만, 보통 수백 km/s에 이릅니다. 이런 고속으로 움직이는 항성들은 고속 항성이라고 불립니다. 이 항성들은 은하의 중력으로부터 벗어나기 충분한 속도를 가지고 있어, 우리 은하를 빠져나가 은하간 공간으로 탈출할 수 있습니다. 고속 항성은 보통 은하 중심의 초대질량 블랙홀의 중력 상호작용에 의해 높은 속도를 얻게 됩니다. 항성 시스템에서 한 항성이 초신성으로 폭발할 때, 남은 항성은 폭발의 충격으로 인해 매우 높은 속도로 가속될 수 있습니다. 이 경우, 폭발로 인해 가속된 항성이 은하를 빠져나가 은하간 공간으로 날아갈 가능성이 있습니다. 이는 쌍성 시스템에서 흔히 일어나는 일입니다.
지구과학·천문우주
Q. 천문학에서도 악의축이라는 별칭이 있다고 하는데 이것을 무엇을 말하나요
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.악의축은 2005년 우주 배경복사를 연구하던 천문학자들이 우주의 큰 스케일에서이ㅡ 불규칙성을 설명하면서 사용하였고 우주배경복사에서 관측된 데이터가 이론적인 예측값과 다르게 보였기에 붙여진 명칭으로 우주 배경 복사는 전반적으로 균일한 온도 분포를 가지고 있어야 하는데, 일부 관측 결과에서 특정 방향으로 불규칙한 패턴이 발견되었습니다. 이 불규칙한 패턴이 특정한 축을 따라 배열되어 있었고, 이 축을 천문학자들이 악의 축이라고 부르게 되었습니다. 악의 축이란 용어는 특정 방향으로의 온도 비대칭성이 이론적인 우주 모델과 일치하지 않음을 반영하는 관측적 이상 현상을 설명하기 위해 사용된 것입니다. 이 발견이 정확히 무엇을 의미하는지는 아직 명확하게 밝혀지지 않았으며, 이 현상이 실제 물리적 이유로 발생한 것인지 아니면 단순한 관측 오류나 노이즈로 인한 것인지에 대한 논쟁이 있습니다.