천체물리학
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작성자 타라곤 댓글 0건 조회 1,018회 작성일 12-06-13 23:54
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우주물리학(宇宙物理學)이라고도 불리워지며 천체의 내부구조, 에너지원, 진화등을 연구하는 분야인 천체물리학(天體物理學 Astrophysics)은 기존의 물리법칙을 이용하여 천체에 적용하고 또 새로운 물리법칙을 도출하는데 그 의의가 있는 천문학 분야입니다. Astrophysics라는 말은 2개의 어원으로 이루어져있는데 열(별)을 의미하는 astron과 성질을 의히마하는 그리스어(물리학) physic또는 physis가 합쳐진 말입니다.
천체물리학의 발전사
위치천문학과 천체역학과 달리 천체물리학은 19세기 이후로 발달한 역사가 가장 짧은 현대천문학이라고 할 수 있습니다. 천체물리학은 이들 고전 천문학의 기반으로 19세기에 발달된 분광학(分光學) ·열역학(熱力學) 등 물리학의 지식, 또 사진기술의 발견을 이용하여 발달하기 시작했습니다.
천체물리학은 1814년 J.프라운호퍼의 태양 스펙트럼 관측에서부터 시작되었습니다. 그 후 사진기술이 천문학에 도입되었고, 스펙트럼 가운데의 어두운 부분은 특정한 원자(原子)나 분자에 의한 흡수에 기인하는 사실이 밝혀짐으로써 천체분광학이 발달하게 되었습니다. 1861년에는 스위스의 취리히천문대의 R.볼프에 의하여 제안된 흑점활동을 나타내기 위한 흑점상대수(黑點相對數)는 현재도 쓰이고 있기도 합니다. 그 무렵 일식관측을 위한 원정대는 태양의 외부대기인 코로나(corona)의 연구를 시작하여, 1870년의 개기일식(皆旣日蝕)에서는 섬광(閃光) 스펙트럼이 처음으로 촬영되어 태양대기의 구조연구에 도움을 주게 되었습니다.
20세기에 들어서서 천체물리학은 물리학과 관측기술의 발달과 더불어 급격한 진전을 보았습니다. 1910년대 미국 윌슨산천문대의 40인치 망원경, 1920년대의 100인치 망원경, 1940년대에는 미국 팔로마산천문대의 200인치 망원경이 잇달아 등장하여 관측이 가능한 천체의 거리는 급속히 늘어났습니다. 이러한 큰 망원경에 잡히는 먼 천체는 개개의 항성이 아니라 항성의 집단인 은하(銀河) 또는 그들의 집단이었던 것입니다.
양자역학, 핵물리학의 발달은 천체물리학의 발전에 결정적인 역할을 하게 되었습니다. 양자역학과 핵물리학의 발달에 따라 1938년 H.베테에 의해서 오래 지속되는 별의 에너지원이 열핵융합반응(熱核融合反應)임이 밝혀졌고, 항성 내부의 구조를 알려는 이론적인 연구가 활발히 진행되어, 별의 일생에 대해서 알 수 있게 되었습니다.
덴마크의 E.헤르츠스프룽과 미국의 H.N.러셀은 별의 표면온도와 실제 밝기 사이의 관계를 그래프로 나타낸 헤르츠스프룽러셀도를 처음으로 만들어 냈는데, 이 그래프에서 대부분의 가까운 별들이 이루는 주계열(主系列)의 별들과, 크기가 태양의 수백 배 이상 되는 거성(巨星) ·초거성(超巨星), 반대로 크기가 태양의 수백분의 1에 불과한 백색왜성(白色矮星) 등이 분류되어 항성연구에 대한 천체물리학의 발전에 밑걸음이 되었습니다.
상대성이론을 발판으로 천체물리학중에 우주론 분야가 발달하기 시작했습니다. 그 기반은 허블 (Hubble, Edwin Powell 1889.11.20~1953.9.8)의해 시작되었습니다. 그는 1920년대 초에 소용돌이성운 속에서 세페이드변광성(變光星)을 발견하고, 주기광도(週期光度) 관계를 기초로 하여 그 거리를 측정한 결과, 모두 은하계 밖에 있는 것임을 확인하고, 소용돌이성운이 외부은하임을 입증였습니다. 또, 1925년 은하계 밖의 은하에 대한 총괄적인 연구를 시작하여 모양에 따른 분류를 시도하였고, 1929년 은하들의 스펙트럼선에 나타나는 적색이동(赤色移動)을 시선속도(視線速度)라고 해석하고, 후퇴속도(後退速度)가 은하의 거리에 비례한다는 ‘허블의 법칙’을 발견하여 우주팽창설에 대한 기초를 세우게 되었습니다.
최근에는 호킹(Hawking, Stephen William 1942.1.8~)이 특이점(特異點) 정리, 블랙홀 증발, 양자우주론(量子宇宙論)등 현대물리학에 3개의 혁명적 이론을 제시하여 천체물리학이 천문학을 위한 물리학이 아닌 물리학을 위한 천문학이라는 사실이 명백하게 되었습니다. 또 관측기기의 발달과 우주공학의 발달로 우주에서의 관측이 시작됨으로써 지구대기로 인해 관측 불가능했던 전자기파 영역도 관측하기 시작해 천체물리학은 알지 못했던 미지의 세계에 한걸음더 나아가게 되었습니다.
천체물리학 분야
천체물리학은 세부적으로 우주의 기원, 구성, 진화등을 다루는 우주론(宇宙論:Cosmology), 천체를 분광학적으로 연구하는 천체분광학(天體分光學:astronomical spectroscopy), 별의 등급을 분류하고, 천체의 광량(光量) 측정을 하는 천체측광학(天體測光學:astronomical photometry)이 있습니다.
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