우주의 측량: 천문학자 안상현이 그려낸 138억 년 우주의 역사

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발행일 2017년 12월 29일■분야 자연과학■출판사 동아시아■판형 150■220■페이지수 476쪽価格가격 22,000원■ISBN 978-4-89-6262-213-3(93440)

태양과 지구의 거리는 얼마나 될까?수학과 물리학을 통해 자신의 손으로 직접 우주의 거리를 측정한다! 고대 그리스 천문학부터 현대 천체 물리학까지 체계적으로 소개하고, ‘우주의 측량’을 천문학, 물리학, 과학사학적으로 한 권으로 엮어 우주에 대한 호기심을 완벽하게 해결해 주는 책! 우리 인간은 태양과 달, 별, 그리고 수많은 은하를 발견하고 측량하고 이해할 수 있는 존재다! 천문학의 긴 우주의 측량! 해와 달, 지구, 행성, 은하 그리고 외부 은하까지 광대한 138억년 우주의 분석: 천문학자 안상현이 그린 138억년 우주의 역사에서 인류에 관한 것을 집약했습니다. 천문학은 행성과 성운과 은하와 우주와 시공간이 무엇이며 어떻게 생겨났는지를 과학적으로 조사하는 학문입니다. 사실 넓은 우주에서 펼쳐지는 다양한 천체현상을 조사하기가 쉽지 않아 한 권에 집약하는 것은 불가능합니다. 그리고 저자인 천문학자 안상현은 천문학의 기본이라고 할 수 있는 우주의 측량에 집중했습니다. 책은 우주 측량에 필요한 기초 수학과 물리학 지식을 소개합니다. 그리고 그리스 자연철학자들의 조사부터 최근 현대천체물리학까지 우주측량의 발달과정도 함께 소개합니다.천문학에서 우주의 측량이 중요한 이유는 우주의 크기 측량으로 발견할 수 있는 천문학적 지식이 많기 때문입니다. 가령 지구 안에 설을 믿은 인류는 연주시차를 발견하고 태양의 중설이 옳다는 것을 깨달았다. 쌍성의 공전궤도를 잘 관찰하면 그 쌍성을 구성하는 별의 질량, 크기, 광도, 표면온도와 같은 다양한 물리량을 구할 수 있으며 이들 물리량은 항성의 진화에 관한 중요한 자료를 제공합니다. 역시 우리와 멀리 떨어진 은하일수록 우리에게서 더 빨리 멀어진다는 허블의 법칙은 우주 팽창의 결정적 인적 증거로 해석된다.책은 해와 달, 지구와 모두 친숙한 천체에서 측량을 비롯해 별 은하수, 외부 은하에 이르기까지 우주의 거리를 넓혀간다. 제1장 우주의 척도에서는 동서양에서 사용되던 전통적인 단위와 현재 전 세계에서 사용되는 길이, 부피, 무게의 국제욕 단위에 대해 기술한다. 이어 천문학 규모로 사용하는 킬로미터(km), 퍼섹(pc), 천문단위(au), 광년(ly) 등의 거리단위, 과학계산에서 중요한 개념인 측정, 유효숫자, 오차에 대해 배운다.제2장 태양계에서는 고대 그리스시대 천문학자가 태양과 달, 지구의 크기와 거리 등을 측량한 비결, 삼각함수의 기본원리, 내행성과 외행성의 공전궤도, 케플러의 행성체육법칙, 뉴턴의 만유인력의 법칙 등을 찾는다.제3장 별에서는 연주 시차를 이용해 지구에서 가까운 별까지의 거리를 측량하고 쌍성의 공전 궤도를 통해 쌍성의 질량을 구한다.제4장 은하에서는 은하수의 구조에 대해 배우고, 뿔의 크기, 뿔의 직경, 케플러의 제3법칙 등의 개념에서 태양계가 우리 은하수의 중앙에서 얼마나 떨어져 있는지를 측량하여 초신성 1987A까지의 거리를 측정합니다. 역시 안드로메다 은하, 대마젤라 은하와 소마젤란 은하를 알아보고 형태에 따른 다양한 은하의 종류, 망원경의 각 분해능, 별의 밝기와 등급, 흔히 촛불에 사용되는 세페이드 변광성과 Ia형 초신성, 도플러 효과, 적색이동, 나선은하의 회전속도 곡선, 암흑물질, 암흑니나사, 국부은하군 등 우주를 측량하는 데 필요한 중요한 개념을 소개한다.제5장 우주의 팽창에서는 은하의 후퇴 속도가 거리에 비례한다는 사실을 발견하고 우주의 팽창을 밝힌 20세기의 가장 중요한 과학적 발견으로 여겨지는 허블의 법칙에 대해 조사한다. 역시 우주팽창을 이해하기 위해 필요한 거리 개념인 동행거리, 고유거리, 우주축척, 허블상수, 허블계수, 허블가끔 등에 대해 배운다.제6장 우주론적 거리에서는 시공간도와 광추곡선을 통해 고정 유클리드 시공간과 팽창하는 유클리드 시공간에 대해 기술한다. 앞서 배운 각경거리, 고유거리, 동행거리는 물론 광행거리, 광도거리, 고유체육거리 등 천문학에서 사용되는 우주론적 거리 개념을 비교하며 자세히 살펴본다.제7장 구실란적 우주에서는 세계적인 규모로 진행되고 있는 다양한 최근의 우주 측량 사업들을 소개하고 중력렌즈에 의한 아인슈타인의 반지 현상과 아인슈타인의 십자가 현상, 우주론의 원리, 우주의 나이와 회상 때 가끔 등을 다룬다.제8장 “우주 배경의 카피”에서는, 지구로부터 우주의 거대 구조에 이르기까지, 책에서 다루어 온 긴 우주 측량의 길을 정리합니다. 역시 138억 년 전 우주 탄생 과정을 통해 최근의 천문관측 조사라고 할 수 있는 우주배경방사의 원리와 그 중요성을 배운다.저자 안상현은 천문학자이며 천문학적인 사실 나열에 머무르지 않고 역사적 맥락과 그 발견의 주인공인 천문학자의 면모를 드러내는 인문적 요소를 듬뿍 전해드립니다. 예컨대 그리스 시대에 에라토스테네스가 지구 크기를 최초로 측량한 방식, 세페이드 변광성부터 주기광도 관계를 밝힌 헨리에타 리빗, 위성이 측정한 우주배경방사를 조사해 노벨 물리학상을 받은 과학자들의 이야기 등 그리스 시대부터 최첨단 우주과학에 이르기까지 인간의 호기심이 이뤄낸 우주측량에 관한 과학적 성과를 흥미롭게 책에 담았다. 이 밖에도 최첨단 조사 주제를 다뤄 현대 천문학의 주요 과제를 경험할 수 있다.우주측량은 저자가 직접 촬영하거나 수집한 천체의 사진과 그래프를 올려 우주측량의 원리를 시각적으로 이해할 수 있도록 했습니다. 독자들이활용할수있는천문학관련웹사이트를소개하고습관문제를올리면서배운이이야기를바탕으로천문학문제를해결할수있도록했습니다. 역시 독자의 수준을 고려하여 쉽거나 어려운 지식은 부록에 따로 실음으로써 책이 스토리에 집중할 수 있도록 했습니다. 프롤로그에서저자가말한것처럼우주를측량하기위해서가장중요한준비물은여러분의우주에대한무한호기심,그리고컴퓨터입니다.우주는 더 이상 막연한 존재가 아니다. 지금 직접 우주를 측량해 보자! 캄캄한 야하 항상의 별은 더 이상 막연한 존재가 아닌 수학과 물리학을 통해 내 손으로 직접 측정하는 우주의 거리! 우주의 측량은 우주를 측량하기 위해 필요한 수학과 물리학 지식을 기초부터 하나하나 소개하고 있다. 저자 안상현은 프롤로그에서 일반적으로 대중과학책에는 가급적 수식을 쓰는 것 이 스토리라고 알려져 있다며 그러나 원고를 고치는 과정에서 나는 몇 가지 반성을 하게 됐다. 과학자끼리는일상적으로수학을사용해서소통하면서일반독자끼리는수학을사용하고이이야기를커뮤니케이션하라는것은오히려독자에게많은오해를사라지는것아닌가라고설명하고있습니다. 이런 취지에서 저자는 과학자들의 언어라고 할 수 있는 수학적 요소를 독자가 제대로 이해할 수 있도록 자세히 설명함으로써 천문학자만이 알 수 있는 우주 측량에 관한 전문지식을 쉽고 친절하게 들려준다. 기초적인 수학의 개념을 잊거나 처음 배우는 독자들을 위해 거듭 제곱, 상용 로그, 호칭, 삼각함수 등 책을 읽는데 필요한 수학 지식을 친절하게 설명합니다. 역시 우주를 측량하는데 필요한 기초 물리학의 지식인 중력 이론이나 일반 상대성이론등을 소개합니다.이 책은 기존의 조사 결과를 소개하는 데 그치지 않고 독자가 직접 계산할 수 있도록 곳곳에 습관 문제를 뒀다. 본문과 습관문제의 계산과정을 상세하게 설명해 일반 독자도 천문학자가 사용하는 수식을 바탕으로 천문학의 지식을 이해할 수 있도록 했습니다. 특히 모든 계산에서 현대 천문학의 관측 수치를 활용하여 계산 결과와 최근의 우주 측량 관측치가 일치하기 때문에 실제 우주를 측량한 기쁨을 느낄 수 있을 것입니다. 책을 더듬다 보면 어느새 거대한 우주의 크기를 측량하고 있는 ‘나쁜 건 아닐까’를 발견할 수 있을 거예요.일찍이 갈릴레오 갈릴레이는 “우주를 읽기 위해서는, 그 언어를 배우고, 그것이 쓰여진 문자에 익숙해져야 합니다. 우주는 수학이라는 언어로 쓰여져 있다고 말했습니다. 이처럼 이 책은 천문학을 제대로 이해하고 싶은 독자를 위한 진정한 초석이 되어 줄 것입니다. 각 직경거리, 고유거리, 동행거리, 광행거리, 광도거리, 거리지수 등 우주론적인 거리 개념을 가장 명료하게 정리한 책! 천문학에서 이 줄거리를 우리가 쓰는 거리보다 훨씬 멀고도 길다. 우리가 깜깜한 밤 아래 항상 별을 보며 멀게 느끼는 것은 아마도 그 별까지의 거리를 가늠할 수 없기 때문일 것입니다. 이 책은 우리가 일상생활에서 사용하는 거리 단위인 센티미터나 킬로미터 등에서 시작하여 천문학에서 사용하는 퍼섹, 메가퍼섹, 천문 단위, 광년 등의 거리 단위를 자세히 소개합니다. 역시 각경 거리, 고유 거리, 동행 거리, 광행 거리, 광도 거리, 고유 체육 거리, 거리 지수 등 복잡한 우주론적 거리 개념을 명료하게 설명하기 위해, 우주 탄생, 우주 팽창, 우주 배경 방사, 허블의 법칙 등 우주 측량에 관한 천문학 지식을 함께 소개합니다.우주론적인 거리에서 ‘고유거리’는 우주팽창을 고려하여 실제로 측정한 물리적 거리인데 반해, ‘동행거리’는 우주공간의 팽창으로 인해 눈금이 항상 생기는 줄자로 計 거리입니다. 따라서 동행거리는 우주가 팽창해도 변하지 않는다. 이처럼 우주를 측량하기 위해서는 천문학에서 말하는 우주론적 거리가 각각 무엇을 의미하며 어떻게 측정된 값으로 어떻게 활용되는지를 정확히 이해하는 것이 중요하다. 우주의 측량의 백미는 아마도 제1장부터 하나하나 살펴본 우주의 측량 지식을 바탕으로 제6장에서 우주론적 거리를 이해하고, 제7장과 제8장에서 우주의 탄생과 138억 년이라는 광대한 우주의 역사, 최근의 천문학 조사의 성과를 깨닫게 될 것입니다.아주 오랜 역사를 가진 인류에게 밤과 여름 항상의 별과 달은 막연한 상상의 대상입니다. 하지만 우리는 이제 직접 달로 갈 수 있게 됐고 위성을 우주로 쏘아 올려 우주 배경의 방사를 측정해 우주의 탄생에 깨닫게 됐다. 역시 우주론적인 거리를 측정함으로써 은하나 우주의 발생 과정과 물리적 성질을 알 수 있게 됐다. 이 책을 통해 야하 항상과 함께 걸어온 인류의 긴 천문학 여행을 떠나보자.저자 소개, 안상현 천문학, 천체물리학, 우주론, 역사천문학, 과학사를 조사하고 있다.은하단의 중력렌즈 효과가 우주배경방사에 미치는 효과를 조사해 서울대학교에서 석사학위를 받았고, 우주 초기 처음 태어난 은하에서 수소 라이만 알파 광자가 어떻게 전파되는지를 조사해 서울대학교에서 천문학 박사학위를 받았다. 캘리포니아 과학기술대학 특별학생, 한국고등과학원 조사원을 거쳐 현재 한국천문조사원 선이다.조사원으로서 수치천체물리학 및 중력파천문학을 중앙으로 천체물리학을 조사하고 있다.60여 편의 논문을 게재했고 신문과 잡지에 대중적인 글도 썼다. 일반인을 위한 천문학 강연을 많이 했고 역사저널 그날, 궁금한 일요일 장영실 쇼, 거인의 어깨 등에 출연했습니다. 2012~2013년 케이더브릿지니덤 동아시아과학사조사소에 방문학자로 재직하면서 동서양의 과학사를 폭넓게 배웠으며, 이를 바탕으로 ‘우리 혜성 이야기’와 ‘뉴턴의 프린키피아’, ‘우주의 측량’을 저술하였습니다.순서 머리 이스트리 프롤로그 1매 우주의 척도 측정과 유효숫자/거리는 가끔입니다.제2장 태양계 고대 그리스 천문학/태양과 달의 거리를 측량한 아리스탈코스/지구 크기를 大き 엘라토스테네스/삼각함수:삼각측량의 기본지식/태양계 측량(1):내행성의 공전궤도 측량(2):외행성의 공전궤도 측량/금성의 태양면허:1천문단위는 몇 킬로미터인가?/케플러의 행성체육에 관한 3가지 법칙/뉴턴의 만유인력 법칙으로부터 케플러의 제3장의 별과 가까운 유도 3장의 별 권내측/지구권내 관측은 4종류/우리의 지구권내 관측거리/망원경의 천문학/망원경의 관측/망원경의 관측해능과 측량정밀도/별의 밝기와 등급/익촛불/초/초신성 1987A와 대마젤란아래까지의 거리/도플러 효과에 의한적색 이동/나선 은하의 회전속도 곡선과 암흑 물질/국부 은하군 5장 우주의 팽창 허블의 법칙/우주의 팽창/허블 상수 측정 6장 우주론적 거리 고정 유클리드 시공간/팽창하는 평탄한 유클리드 시공간(1): 고유 거리-정상 시공 거리, 광행하의 시공 거리/초소형 유클리드 시공간(2): 동거리-정상시공도/시공도, 고유 거리, 우주권 내측정은 우주권 내공록으로 은닉되어 있다. 원체육을 하는 쌍성에 대해서 케플러의 조화의 법칙 유도하는 부록 B 누승부록 C 상용 로그 부록 D 우주의 시공간 부록 E 일반적인 시공간에서의 각 직경 에필로그더 읽기 검색