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태양계 이야기

  • 2015.03.09.
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태양계 이야기

우리가 살고 있는 지구에서 바라본 우주는 끝없이 멀게만 느껴집니다.
옛사람들은 밤하늘의 우주 천체를 보고 처음에는 고정되어 있다고 생각하였습니다.
문명이 발달하고 사물을 판단하는 사고가 발달함에 따라 몇몇 밝은 별들이 조금씩 이동하는 것을 이해하게 되었죠.
그러다 발견한 것이 지구 주변에 있는 행성들입니다.

오늘은 태양을 중심으로 모여 있는 태양계에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

◆ 태양계의 탄생

6억 년 전 은하계의 한 나선 팔에서 성간분자운의 중력수축으로 현재 태양계의 모체가 된 태양성운이 생겨났다.
태양성운은 수축을 계속하여 크기가 작아지고 밀도는 계속 높아졌습니다.

회전하는 성운의 크기가 작아지면 각운동량 보존법칙에 따라 원반의 회전속도가 빨라지게 됩니다.
한편 원반이 회전하면서 성운은 점차 평평해지게 됩니다. 이렇게 하여 원시행성계원반 형태가 만들어지게 되는데요.

마침내 태양성운의 중심 온도가 핵융합이 가능한 온도에 도달하고 태양은 핵융합을 시작하여 빛을 내는 별로서 모습을 드러내고 원시태양 주위를 도는 물질들의 원반에서는 수많은 미행성들이 형성된다.

미행성들은 충돌과 병합을 거듭하여 커다란 행성들로 성장하게 되었습니다.
이 과정을 거쳐 태양과 그 주변을 이루는 행성이 탄생하게 된 것 입니다.

 

◆ 우주를 관찰하다

인류는 밤하늘에 밝은 다섯 개의 별들(수성, 금성, 화성, 목성, 토성)이 다른 별들에 대해서 매일 위치를 바꾸며 움직이고 있음을 알아내게 되었습니다.

이들을 떠돌이 별, 즉 행성이라 불렀습니다.

행성들은 황도를 따라 다른 별들 사이를 가로질러 가다가 때때로 속도를 늦추고 정반대방향으로 움직이기도 하였는데요.
사람들은 이러한 행성들의 움직임에 주목하여 천동설과 지동설이라는 두 가지 우주관을 만들게 되었습니다.

학창시절 지구과학시간에 배웠던 천동설과 지동설에 대해 다시 한번 알아볼까요?

태양계 이야기

 

◆ 천동설

천동설이란 지구가 우주의 중심으로 고정되어 있어서 움직이지 않으며, 지구의 둘레를 달·태양·행성들이 각기 고유의 천구를 타고 공전한다고 하는 우주관입니다.

옛날 원시인들은 땅은 움직이지 않고 하늘이 회전한다고 생각하였는데요.
이후 고대 그리스 시대에는 이런 생각에 철학적 해석이 추가되었고, 중세 봉건시대에는 신학적 권위가 더해지게 되었습니다.

그리스인들은 우주를 전지전능한 자가 만들어낸 것이라 믿었으며, 완전하기 때문에 천체는 둥글고, 고귀하기 때문에 지구는 중심을 차지하며, 조화되어 있기 때문에 운동은 등속이라고 전제하였습니다.

프톨레마이오스는 우주에 대한 현상을 체계적으로 설명하기에 이르게 되는데요.
그러나 이는 이전부터 내려오는 지구를 중심으로 한 천동설을 구체화시킵니다.

 

◆ 지동설

지동설이란 태양이 우주 혹은 태양계의 중심에 있고 나머지 행성들이 그 주위를 공전한다는 우주관입니다.
우주관에 대한 변천은 꽤 오래전부터 매우 왜곡된 채 시작되었습니다.

고대 그리스에서는 항해를 통해 지구가 둥글다는 것은 알았지만 지구가 태양의 둘레를 돌고 있다는 것은 믿지 않았습니다.
그러다 기원전 3세기 경 그리스의 아리스타르코스가 최초로 지동설을 제안하지만 여러 외압에 의해 묵살당했습니다.
그 이후로 약 1400여 년 동안 지구가 우주의 중심에 있다고 믿게 되었습니다.

몇몇 천문학자들이 태양 중심설과 지구의 공전과 자전에 대해 언급하였지만, 정확한 증거를 제시하지는 못하였습니다.
당시 학자들은 지구가 태양 주위를 돌고 있다면, 지구 위에 있는 사람들은 그 속도로 인해서 튕겨져 나갈 것이라고 생각하였습니다.

또 지구가 자전하고 있다면 높은 탑 위에서 떨어지는 물체는 지구 자전 방향의 반대 방향으로 떨어질 것이라고 생각하였습니다.

하지만 이런 증거를 발견할 수 없었기 때문에 지동설은 인정받지 못하였습니다.

태양 중심의 지동설 체계를 내놓은 천문학자가 등장하게 되었습니다. 바로 니콜라우스 코페르니쿠스인데요.
지구는 태양 주위를 도는 별에 지나지 않는다고 주장하였습니다. 당시에 사람들에게 지동설은 받아들이기 힘든 주장이었습니다.

현재의 태양계 구조를 확립하기 위해서는 17세기 초의 케플러와 17세기 후반의 뉴턴이 등장하기를 기다려야만 하였습니다. 그러나 코페르니쿠스의 지동설의 등장으로 근대 과학의 막이 열리게 되었다고 할 수 있습니다.

 

태양계 이야기

 

◆ 태양계 가족들

태양을 중심으로 모여 있는 8개의 행성들 모여 태양계를 이루고 있습니다.
태양계 전체 질량 중 태양은 99.86%에 해당하며, 목성과 토성이 나머지 질량의 90%를 차지하고 있으며, 나머지 천체들의 질량은 태양계 내에서 매우 작은 값에 해당됩니다.

태양계는 시대에 따라 행성의 정의가 변화했는데요.
이에 따라 행성의 수도 바뀌어 왔습니다.

16세기에 이르러 지동설이 수용되면서 지구가 행성으로 인정되어 행성의 수는 6개로 늘어나게 되었는데요.
1781년에 허셀(William Herschel)이 토성 궤도 바깥에서 천왕성을 발견하면서 7개로 늘었고, 1846년에는 갈레가 천왕성 궤도 바깥에서 해왕성을 발견하여 8개로 늘어나게 되었습니다.

그리고 1930년에는 톰보가 해왕성 궤도 바깥에서 명왕성을 발견하여 9개로 늘어나게 됩니다.
그런데 명왕성은 발견 직후부터 논란이 있었습니다.

다른 행성에 비해 크기가 유난히 작을 뿐 아니라 궤도도 다른 행성궤도와 크게 기울어져 있었기 때문입니다.
이런 논란 때문이었는지 2006년 명왕성은 태양계 가족에서 제외되고 왜 행성으로 분류되었습니다.

 

최근에 개봉했던 ‘인터스텔라’때문에 많은 사람들이 우주에 관심을 갖기 시작했는데요.
영화에서는 태양계를 넘어 저먼 우주까지 나아가지만 아쉽게도 태양계도 사람이 직접 탐험하지도 못하고 있는 상황이죠.

하지만 인류가 하늘을 날게 되고 우주로 가기까지 그렇게 오랜 시간이 걸리지 않았습니다.
이처럼 우주여행도 얼마 남지 않았을지 모르죠.

호기심 많은 인류가 우주에 대해 끊임없이 갈구한다면 인터스텔라가 현실이 될 날도 멀지 않을 것입니다.

 

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