우주에서 가장 매혹적인 학문, 천문학의 세계입니다 별빛을 따라 고개를 들고, 대기권 너머엔 무서이 있을지 상상하며, 언젠가 우주를 여행해보고싶다는 생각이 들겁니다.우주의 경이로운과 천체 관측의 즐거움을 더 많은 사람이 경험하도록 알려드리겟습니다.
태초에 인류가 밤하늘을 올려다볼 때부터 별과 우주에 대한 관심은 시작되었습니다. 우주에 대한 이해가 깊어질수록 우주와 떼려야 뗄 수 없는 관계에 있다. 인류가 새로운 우주 시대에 본격적으로 진입하고 있다는 것을 스페이스X의 도전과 우주항공청의 출범이다. 우주는 몇몇 과학자나 공상가의 영역이 아니라, 우리가 살아갈 미래의 무대가 돼가고 있습니다.
우리의 시선이 하늘을 향할수록 우리가 마주하는 세계는 넓어지며, 질문은 더 근원적이고 깊어집니다. 태양계를 넘어 외계행성과 은하, 블랙홀과 암흑물질, 우주의 기원과 종말까지 궁금증은 시간이 흐를수록 깊어집니다. 막상 '천문학'이란 공부를 시작해 보려 하면, 어디서부터 공부를 시작할지 막막한 경우가 많습니다. 범위는 방대하고, 알고 있는 것이 많이 있진 않기 때문입니다. 저는 하늘을 보다 더위인 우주가 궁금해졌습니다. 블랙홀, 은하, 행성들, 은하를 넘어서 또 다른 은하들이 멋있고 신기했습니다. 인간은 하늘을 관찰해 왔습니다. 태양, 달, 별의 움직임을 계산하고 예측하는 방법을 구상해 냈고, 시계와 달력을 발명했습니다. 천문학자들은 첨단 기술과 기법을 사용해 천체 현상을 측정하고 기록합니다. 우리를 비롯해 지구상에 존재하는 모든 생명은 빅뱅의 순간을 거쳐 넓은 우주가 형성되고 별이 서로 충돌하고 생성되고 파괴되는 과정에서 만들어진 원소로 이루어져 있습니다. 모든 생명체를 구성하는 원자는 우주에서 왔으며 우리가 생명체를 만드는 데 일조한 별빛을 올려다보며 진화했다는것입니다.
천문학에서 사용하는 단위는 AU '천문 단위. 지구에서 태양까지의 평균 거리로, 약 1억 4,960만 킬로미터에 해당합니다. 태양계 내에서 행성 간의 거리를 표현할 때 주로 사용됩니다. 태양계를 넘어 별과 별 사이의 거리를 잴 때는 LY '광년'을 사용합니다. 1광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리로, 약 9조 5,000억 킬로미터에 해당합니다. 천문학에서는 특수 단위를 만들어 사용합니다. 더 멀리 떨어진 천체, 은하 간의 거리를 나타낼 때는 pc '파섹'이라는 단위를 사용합니다. 1파섹은 약 3.26광년에 해당합니다.
빛은 천문학에서 가장 중요한 연구 대상입니다. 천체가 방출하거나 반사하거나 흡수하는 빛을 분석하면 그 천체에 대해 다양한 정보를 얻을 수 있기 때문입니다. 빛은 우주에서 가장 빠른 존재이며, 진공 상태에서 빛은 초속 약 29만 9,792킬로미터의 속도로 이동하며, 이 값은 매우 정밀하게 측정되어 표준값으로 사용됩니다. 다만 공기, 물, 유리 등 매질을 통과할 때는 속도가 줄어듭니다. 빛의 속도는 광속이라 불리며, 보통 알파벳 c로 표기합니다. 광속은 단순히 거리를 재는 기준에 그치지 않고, 우주의 나이와 구조를 이해하는 열쇠입니다. 밤하늘에 떠 있는 달을 바라볼 때, 사실 우리는 '1.28초 전의 달'을 보고 있는 셈입니다. 지구와 달 사이 거리가 약 1.28광초(빛이 1.28초 동안 이동하는 거리)이기 때문입니다. 태양은 지구에서 약 8.3 광분 떨어져 있어, 우리 눈에 보이는 태양은 8분 전의 모습입니다. 가장 멀리 떨어진 천체의 빛은 우주가 탄생한 지 수십만 년밖에 되지 않았을 때부터 지구를 향해 날아오기 시작한 것입니다. 결국 천문학이란, 단순한 공간의 연구를 넘어 시간을 거슬러 올라가는 작업입니다.
분광학과 가시광선
분광학은 프리즘을 통과한 빛이 여러 색으로 분산되는 현상을 일컫는 말입니다. 천문학자들은 천체에서 나오는 빛을 파장별로 분석하는 걸 스펙트럼이라고 합니다. 우리가 볼 수 있는 빛은 가시광선으로, 흔히 무지개색으로 표현되는 색상 범위에 해당합니다. 하지만 스펙트럼에는 우리가 볼 수 없는 적외선, 자외선, 엑스선, 등 넓은 파장대의 정보도 포함돼 있습니다. 분광학은 천체의 운동 방향과 속도를 측정하는 데에도 몹시 유용합니다. 빛의 스펙트럼 중 흡수선의 위치가 파란색 쪽으로 이동하면 그 천체는 지구를 향해 다가오고 있다는 뜻이고, 빨간색 쪽으로 이동하면 지구에서 멀어지고 있다는 의미입니다. 이 현상을 각각 청색 편이와 적색 편이라고 부릅니다. 이러한 기법을 통해 우주의 팽창, 은하의 후퇴 속도, 별의 화학적 구성, 온도, 자기장 등 보이지 않는 수많은 정보를 추론할 수 있습니다.