1. 천문학

목차(Table of Contents)

천문학의 개요

천문학은 천체와 현상을 연구하는 자연과학입니다.

천문학
천문학

그 기원과 진화를 설명하기 위해 수학, 물리, 화학을 사용합니다. 관심 있는 대상에는 행성, 달, 별, 성운, 은하, 운석, 소행성 및 혜성이 포함됩니다. 관련 현상으로는 초신성 폭발, 감마선 폭발, 퀘이사, 블레이저, 펄서 및 우주 마이크로파 배경 복사가 있습니다. 보다 일반적으로 천문학은 지구 대기권을 넘어 발생하는 모든 것을 연구하고 있습니다. 우주론은 우주 전체를 연구하는 천문학의 한 분야다. 천문학은 오래된 자연과학 중 하나입니다. 기록된 역사의 초기 문명은 밤하늘을 체계적으로 관측했습니다. 여기에는 이집트인, 바빌로니아인, 그리스인, 인디언, 중국인, 마야와 아메리카 대륙의 많은 고대 원주민이 포함됩니다. 과거 천문학에는 천문학, 천체항법, 관측 천문학, 달력 작성 등 다양한 분야가 포함되어 있었습니다. 전문 천문학은 관찰과 이론 분야로 나누어져 있습니다. 관측 천문학은 천체 관측에서 데이터를 취득하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 그 후 이 데이터는 물리학의 기본 원리를 사용하여 분석됩니다. 이론 천문학은 천문학적인 물체나 현상을 기술하는 컴퓨터나 분석 모델의 개발을 목표로 하고 있습니다. 이 두 필드는 서로 보완하고 있습니다. 이론 천문학은 관측 결과를 설명하려고 하고 있으며, 관측은 이론적인 결과를 확인하는 데 사용됩니다. 천문학은 아마추어가 활약하는 몇 안 되는 과학 중 하나입니다. 이것은 특히 일시적인 이벤트의 검출과 관찰에 해당합니다. 아마추어 천문학자들은 새로운 혜성을 찾는 등 많은 중요한 발견에 협력해 왔습니다.

천문학의 어원

천문학(그리스어의 ἀτνίρ)입니다. μα에서 ‘항성’, ‘법칙’ 또는 ‘문화’에서)는 ‘별의 법칙'(또는 번역에 따르면 ‘별의 문화’)을 의미합니다. 천문학은 인간의 일이 천체의 위치와 관련되어 있다고 주장하는 신념 체계인 점성술과 혼동되어서는 안됩니다. 두 필드는 공통 기원을 공유하지만 현재는 완전히 다릅니다. 천문학’과 ‘천체물리학’ 용어의 사용입니다. 천문학’과 ‘천체물리학’은 동의어입니다. 엄밀한 사전적 정의에 근거하면, 「천문학」은 「지구의 대기권 밖의 물체나 물질, 그 물리적·화학적 성질에 관한 연구」를 의미하는 반면, 「천체물리학」은 「천체나 현상의 거동·물리적 성질·동적 과정」을 다루는 천문학의 분야를 의미합니다. 프랭크 슈의 입문 교과서 ‘물리우주’처럼 ‘천문학’은 피험자의 정성적 연구를 기술하는 데 사용되기도 하지만 ‘천체물리학’은 피험자의 물리학적 버전을 기술하는 데 사용되기도 합니다. 그러나 현대 천문학 연구의 대부분은 물리학과 관련된 주제를 다루고 있기 때문에 현대 천문학은 실제로 천체 물리학이라고 불릴 수 있습니다. 천문학과 같은 몇몇 분야는 천체물리학이 아니라 순전히 천문학입니다. 과학자들이 이 문제에 대한 연구를 수행하는 다양한 부문에서는 ‘천문학’과 ‘천체물리학’을 사용하기도 하며, 일부는 그 부문이 역사적으로 물리학과에 소속되어 있는지 여부에 따라 다릅니다. 그리고 많은 전문 천문학자들은 천문학 학위가 아닌 물리학을 가지고 있습니다. 이 분야의 주요 과학 저널의 몇 가지 제목으로는 The Astronomical Journal, The Astromonical Journal, Astronomy & Astrophysics 등이 있습니다.

천문학의 역사

천문학의 역사에 대해 이야기해보겠습니다. 초기 역사시대 천문학은 맨눈으로 보이는 물체의 움직임을 관측하고 예측하는 것만으로 구성되었습니다. 몇몇 장소에서 초기 문화는 천문학적인 목적을 가지고 있었을지도 모르는 거대한 인공물을 모았습니다. 이 관측소들은 의식적인 용도 외에도 계절을 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 이것은 작물을 심는 시기를 아는 데 중요한 요소이며 1년의 길이를 이해하는 데 중요한 요소입니다. 망원경과 같은 도구가 발명되기 전에는 별의 초기 연구는 맨눈으로 이루어졌습니다. 문명이 발달하면서 이집트, 메소포타미아, 그리스, 페르시아, 인도, 중국, 중앙아메리카에서 천문대가 조립되면서 우주의 자연에 관한 아이디어가 발전하기 시작했습니다. 대부분의 초기 천문학은 별과 행성의 위치를 매핑하는 것으로 구성되어 있었지만, 이것은 현재 아스트로 매트리라고 불립니다. 이러한 관측으로부터 행성의 움직임에 관한 초기 생각이 형성되어 우주에서 태양, 달, 지구의 성질이 철학적으로 탐구되었습니다. 지구는 우주의 중심이며 태양, 달, 그리고 별이 그 주위를 회전하고 있다고 믿었습니다. 이것은 우주의 지신 모델 또는 프톨레마이오스 계열로 알려져 있으며 프톨레마이오스의 이름을 따서 지어졌습니다. 특히 초기의 중요한 발전은 수학적 과학적 천문학의 시작이자 바빌로니아인들 사이에서 시작되었으며 바빌로니아인들은 다른 많은 문명에서 발달한 천문학적 전통의 기초를 닦았습니다. 바빌로니아인들은 월식이 살로 스스로 알려진 반복 주기로 재발하는 것을 발견했습니다. 바빌로니아인에 이어 고대 그리스와 헬레니즘 세계에서 천문학의 중요한 진보가 이루어졌습니다. 그리스 천문학은 처음부터 천체 현상에 대한 합리적이고 물리적인 설명을 요구하는 것으로 특징지어집니다. 기원전 3세기 시모스의 아리스타르코스는 달과 태양의 크기와 거리를 추정했고, 현재는 태양 중심 모델로 불리는 지구와 행성이 태양 주위를 회전하는 태양계 모델을 제압했습니다. 기원전 2세기 히파르코스는 달의 크기와 거리를 계산하여 아스트로 라베와 같은 가장 오래된 천문장치를 발명했습니다. 히파르코스는 또한 1020개의 별에 대한 포괄적인 카탈로그를 작성했으며, 북반구의 대부분 별자리는 그리스 천문학에서 유래했습니다. 하키 테라 기구(기원전 150년경-80년경)는 특정 날짜에 태양, 달, 행성의 위치를 계산하기 위해 설계된 초기 아날로그 컴퓨터입니다. 비슷한 복잡성을 가진 기술적인 인공물은 14세기 유럽에서 기계적인 천문 시계가 출현할 때까지 재등장하지 않았습니다. 중세입니다 중세 유럽에는 많은 중요한 천문학자들이 살고 있었습니다. 월링퍼드의 리처드(1292년~1336년)는 최초의 천문시계, 행성과 다른 천체 사이의 각도 측정을 가능하게 한 직사각형, 그리고 앨비언이라고 불리는 적도를 포함한 천문학과 홀로 산장에 크게 기여했습니다. 달, 태양, 행성의 길이로 일식을 예측할 수 있습니다. 니콜 오렘(1320년~1382년)과 장 보리 단(1300년~1361년)은 지구 자전의 증거에 대해 처음 논의했고 보리 단은 행성이 천사의 개입 없이 운동할 수 있음을 보여주는 추진 이론(현대과학적 관성 이론의 전신)도 개발했습니다. 게오르크 핸드폰 퓨어 바흐(1423년~1461년)와 레지로 몬타누스(1436년~1476년)는 수십 년 뒤 코페르니쿠스의 태양 중심 모델 개발에 천문학적 진보를 도왔습니다. 천문학은 이슬람 세계와 세계의 다른 지역에서 번성했습니다. 이로써 9세기 초까지 이슬람 세계 최초의 천문대가 탄생했습니다. 964년 안드로메다은하는 지역 그룹 최대의 은하이며 페르시아의 무슬림 천문학자 압둘 라흐만 알 수피가 『항성이』에 기술한 것입니다. SN 1006 초신성은 역사상 가장 밝은 규모의 항성으로 1006년 이집트 아라비아 천문학자 알리 이쁜 리 도완 과 중국 천문학자들에 의해 관측되었습니다. 이란 학자 Al-Biruni는 프톨레마이오스와는 대조적으로 태양의 아포 지(천상의 최고점)는 고정이 아니라 이동 가능하다는 것을 관찰했습니다. 과학에 중요한 공헌을 한 저명한 이슬람계(대부분 페르시아계와 아랍계) 천문학자 중에는 알 바타니, 자 빗, 아부 알 라흐만 알 수피, 비니, 아부 이샤크 이브라힘 자를 컬런데, 말라 게스트하우스와 사마르칸트 천문학자 등이 있습니다. 그동안 천문학자들은 현재 개별 별에 사용되고 있는 많은 아랍어 이름을 도입했습니다. 또한 위대한 짐바브웨와 팀푸가 유적에는 천문대가 있었을 가능성도 있습니다. 포스트 클래식 서아프리카에서 천문학자들은 복잡한 수학적 계산을 바탕으로 항성의 움직임과 계절 간의 관계를 연구하고 하늘 차트를 작성하여 다른 행성의 궤도를 정확하게 도시했습니다. 송하예의 역사가 마무드 카트는 1583년 8월에 유성우를 기록했습니다. 유럽인들은 이전에 식민지 이전 중세에 사하라 이남 아프리카에서는 천문학적인 관측이 없었다고 믿었지만, 현대의 발견은 그렇지 않다는 것을 보여줍니다. 6세기 이상에 걸쳐 (중세 후기 고대 학문의 부흥에서 계몽주의로의) 로마 가톨릭교회는 아마도 다른 어떤 기관보다도 천문학 연구에 재정적·사회적인 지원을 제공해 왔습니다. 교회의 동기 중 하나는 부활절 날짜를 찾는 것이었습니다.

천문학과 과학혁명

천문학과 과학혁명에 대해 이야기 해보겠습니다. 르네상스기에 니콜라우스 코페르니쿠스는 태양계의 태양 중심 모델을 제압했습니다. 그의 작품은 갈릴레오 갈릴레이에 의해 옹호되고 요하네스 케플러에 의해 확대되었습니다. 케플러는 태양 주위 행성의 움직임을 정확하게 기술하는 시스템을 처음 고안했습니다. 그러나 케플러는 그가 쓴 법칙의 배후에 있는 이론을 세우는 데 성공하지 못했습니다. 아이작 뉴턴이 천 동학과 중력의 법칙을 발견하여 마침내 행성의 움직임을 설명했습니다. 뉴턴은 반사 망원경도 개발했습니다. 망원경의 크기와 품질 개선은 추가 발견으로 이어졌습니다. 영국 천문학자 존 풀럼 그 티 드는 3000개 이상의 항성을 카탈로그 화했습니다. Nicolas Louis de Lacaille에 의해 보다 광범위한 항성 카탈로그가 제작되었습니다. 천문학자 윌리엄 허셜은 성운과 성단에 대한 상세한 카탈로그를 작성하여 1781년에 최초로 발견된 행성 천왕성을 발견했습니다. 18~19세기 동안 레온하르트 오일러, 알렉시스 클로드 클레어 오토매틱, 장르 론도 달랑베르에 의한 삼체문제 연구는 달과 행성의 움직임에 대해 보다 정확한 예측을 가능하게 했습니다. 이 연구는 조지프 루이스 라그랑주와 피에르 사이먼 라플라스에 의해 더욱 정제되어 행성과 달의 질량을 그 섭동으로부터 추정할 수 있었습니다. 천문학의 큰 진보는 분광기와 사진을 포함한 새로운 기술의 도입에 의해 이루어졌습니다. 조지프 핸드폰 프라운호퍼는 1814-15년 태양 스펙트럼에서 약 600개의 밴드를 발견했고, 1859년에는 구스타프 키를 호프가 다른 원소의 존재를 인정했습니다. 항성은 지구의 태양과 비슷하다는 것이 증명되었지만 온도, 질량, 크기의 범위는 광범위합니다. 지구의 은하인 은하수가 항성 군으로 존재한다는 것은 ‘외부’ 은하의 존재와 함께 20세기에야 증명되었습니다. 이 은하들의 관측된 쇠퇴는 우주 팽창의 발견으로 이어졌습니다. 이론 천문학은 블랙홀이나 중성자별과 같은 물체의 존재에 대한 추측을 이끌고 퀘이사, 펄서, 블레이저, 전파은하 등의 관측된 현상을 설명하기 위해 사용되어 왔습니다. 물리 우주론은 20세기에 큰 진보를 이루었습니다. 1900년대 초 빅뱅 이론의 모델은 우주 마이크로파 배경 복사, 허블의 법칙, 원소의 우주론적 풍부함에 의해 크게 증명되었습니다. 우주 망원경은 대기에 의해 일반적으로 차단되거나 흐릿해지는 전자 스펙트럼의 일부 측정을 가능하게 했습니다. 2016년 2월 LIGO 프로젝트는 9월에 중력파 증거를 검출한 것으로 밝혀졌습니다.

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