칼 세이건 코스모스

코스모스

1월 5일 1, 우주의 바닷가

연세대 천문학과 김명현 교수

 

코스모스 : 오랜 시간이 흘렀지만 여전히 유효한 세계관

1980년 오리지널판 -COSMOS -A personal voyage 개인적인 여행

1996년 세이건 죽고

20년 지난 2014년 3번째 개정 -Cosmos: A Spacetime Odyssey 4차원 시공간의 모험

 

1980년대의 추억 - 비디오테잎으로봣어, 80년대의 속도감, 세이컨의 카리스마와 몰입감

우주의 시작에서 끝까지 이야기해

과학적 지식이 아니라 그것을 통해서 세상을 어떻게 볼까, 그것을 형식으로 담아내

‘에덴의 용’ 세이건의 저서 인간지성이 발달에 관한 책 여기에 우주달력있어

비디오에는 있는데, 초판에 없는 것을 우리나라 해적판에는 삽입해

사이언스북스에서 13~14 전집 준비중 - 저작권 때문에 못해

우주 달력 - 태양계는 8월에, 생명은 12월에 태어나

공룡은 크리스마스 이브에 때어나 1억5천만년을 살다가 10만년에 걸쳐서 멸종, 그게 6600만년전, 우주달력으로 12월 29일 죽었고,

현생인류는 12월 31일 11시 54분에 태어났어

 

“어릴 때 본 하늘은 평생 남는 보물이야” 일본만화 투윈 스피카

 

COSMOS<-> CHAOS : 질서를 찾음

UNIVERSE : 교과서적 우주, 물질, 물리 법칙으로 운행되는

SPACE : 우주 공간, 감각적으로 느낄 수 있는 가까운 우주

 

굉장히 특별하면서 굉장히 일반적인 지구 태양계

굉장히 많은 물질이 모여 있는 공간, 그 물질이 조직화되어서 뭘 만들어낸

그 존재가 바라본 우주 - 코스모스

“행복한 가정은 서로 닮았지만 불행한 가정은 모두 저마다의 이유로 불행하다.”안나카레니나 첫문장   

“코스모스는 과거에도 있었고, 현재에도 있으며, 미래에도 있을 것이다.” - 첫문장

“우리는 코스모스에서 나왔다. 그리고 코스모스를 알고, 더불어 코스모스를 변화시키고자 태어난 존재이다.” - 마지막 문장

 

 

1월 12일 2, 우주 생명의 푸가

생명에 대한 태도 - 유기화합물, 유기분자로 이루어졌다는 것이 전제

엄청나게 많은 별, 그런 운하가 수천억개, 엄청나게 많은 지적생명체 있을 것

지구환경과 같은 행성 찾기-그럼 생명가능성 -질량, 공전주기, 항성과 거리

우리는 단하나의 생명체를 알고 있지만 가능성 있어

다른 생명의 원자는 어떻게 만들어질 것인가? 그 기본단위는 똑같다는 전제

그럼 비슷하게 생겼을까?

우리는 지구조건에 적합체-아미노산 구조

안드로메다행성이면 다를수 있어, 진화 과정도 달라

푸가 - 다양성, 다른 창으로 보인다는 의미

외계생명체를 찾는 것은 바로 ‘우리가 과연 누구인가’에 대한 대답

 

우주나이 147~138억년, 태양계 50억년

지구 46억년, 생명시작 38억년

진화-자연선택의 메카니즘. 그걸 가지고 어떻게 인간을 만들까?

그걸 무력화시킬수 있는 건 긴 시간, 진화의 시간 -단세표에서 다세포로 지나온 것

공룡멸종 10만년간의 일이야

그런 식의 멸종이 5번이 있었어

현재 6번째 멸종기. 그것은 산업혁명 이후 인간쓰레기로 인해, 그래서 ‘인류세’라고

 

생명의 기원과 진화는 시간만 충분히 주어진다면 하나의 우주적 필연이다.

생명진화를 일본사무라이 설화를 가지고 설명

종이 달라졌다는 것은 번식하지 못하다는 것. 진화했다는 것

오스트랄로피테쿠스- 호모 에릭투스 - 호모사피앤스 :

변종의 메카니즘, 진화의 메커니즘은 ‘자연선택’

가축화, 애완화는 인위선택, 육종은 몇세대에 걸쳐 종자개량

자연 = 환경 -목적이 없어

그래서 적응된 것이 살아남아서 진화,

자기 스스로 개체가 변하는 것이 아니라 비율이 바뀌는 것

우수하다, 아니다가 없어. 전화는 승리하는 것이 아니라 운이 좋아 살아남은 것

적자생존 - 승리가 아니라 적응. 다양한 것이 존재할수 있다.

 

조건 이후의 협력, 이타심

-미토콘드리아 세포 속의 또 다른 세포- ‘모계유전’ 그래서 알게 돼

먹는 것- 소화 : 해체되어 요소로 사용하는 것,

미토콘드리아는 해체되지 않고 보존, 모계로 유전

유전적으로 3명의 생물학적 어버이가 나와-미토콘드리아 치환이 가능할 정도로 독립적이야

분자단위의 협동이 가능

변이 -유전자의 변이가 생기는 것, 빠른 시간에 급격히 나오면 돌연변이

진화메커니즘에서는 크지 않은 요인이야

돌연변이는 불안정하니까 도태되는 것인데, 어떤 유전지는 환경 적응력 강화되어 유전

38억년전의 박테리아가 공동조상. 진화는 단계적인 것이 아니야

99% 생명이 이미 멸종하였고, 지금은 1%만 남아있어

1996년 깃털달린 공룡발견, 지금은 대부분 새로 진화했다고 생각해,

새의 조상은 공룡으로부터 왔어

공룡은 깃털을 가지고 있어, 박물관의 공룡에 깃털을 심는 작업 하고 있어

 

1월 12일 3, 지상과 천상의 하모니

1980년판 다큐멘터리 58분간의 비주얼

책은 깊이 있게 설명할수 있는데

코페르니쿠스 - 캐플러-뉴턴 까지의 천문학 전성기를 설명

뉴튼 프린키피아 [Principia]

관성, F=am, 작용반작용 - 자신이 발명한 미적분 대신 기하학으로 설명

안성현의 프린키피아 중3수준으로 읽을수 있어

티코브라헤의 관측자료 : 케플러의 경험적인 공식화, 뉴턴은 ‘왜’에 대한 이론제시

하늘의 별 , 점성술이 되어 종교, 정치와 연결

물리적인 보편성으로 설명하는 것이 과학 혁명

표준별자리 88개 . 1930년 국제천문연맹에서 표준화, - 동양의 별자리인식은 폐기

과학혁명 - 과학이라는 보편성으로 세상을 보는 세계의 변화

관측기기의 발달, 측정의 정밀화, - 토마스 쿤 ‘페러다임’

마지막 점성술사 - 캐플러

마지막 연금술사 - 뉴턴 (성격이 괴팍한건 약물중독 탓)

 

타원의 특수한 상황이 ‘원’

적은 섭동(perturbation , 攝動 천체의 중력이나 이 천체와의 충돌로 인해 생기는 천체운동의 편차)이 별들의 간섭영향, 타원괘도 만들어

 

 

1월 26일 4. 천국과 지옥

 

1908. 6. 30 퉁구스카 혜성 추락

혜성꼬리- 한바퀴 돌면서 자기질량의 1/10가 타, 떨어져 나온 것이 찌꺼기

유성 : 지구대기를 통과하면서, 크기가 작아 지표까지 안와서 타

운석 : 땅에까지 떨어지면

운석종류 : 금속성, 암석질, 밀도 낮아서 푸석푸석한 것

근지구천체 - 지구로 떨어질 확률 있는 것, 유성 늘상 있는 일

소행성의 날 [asteroid day) : 소행성 충돌을 막아보자. 천문학자 캠페인

퀸의 브라이언 메이가 주동 -천문학 박사과정에 퀸이 떠서 키타리스트

 

충돌위험 : 70~80%가 죽는 대멸종이 5차례

최근 6100만년전 있었던 것 - 2km 크기의 소행상, 혜성으로 인해 발생

우리는 공룡처럼 당하지 않는다- 관측해서 피할길 찾아

첼라빈스크 - 2013년 수천명 다쳐 : 규모 커지고, 위치 조금만 달랐어도 대참사

진주운석 : 2014년 : 떨어진 것 직접 목격, 불랙박스 분석해서 궤도분석도 했어

운석-암석질이라 평범한 것, 우리나라에서는 70여년만에 발견된 것

 

지구 풍화작용으로 크레이터 사라져

충돌 다반사로 일어나는 것

슈메이커-레비9 : 1994년 목성과 충돌

목성 기체행성인데 대기에 충돌

적외선 영역에서 관측

 

지금 화성을 주목하는데,

금성이 거리도 가깝고, 크기도 비슷, 대기도 두꺼워

태양과 가까워 뜨거운데, 대기가 이산화탄소야

달 : 낮에는 100도 밤에는 영하 100도, 대기 없으니까 햇빛 받으면 뜨거워

온실효과를 이론화한 건 세이건

-이산화탄소 적정수준이 깨지면 금성처럼 지옥, 우린 어떻게 하나?

현재 기후여건이 실은 불안정한 평형상태, 인간은 자기파멸을 가져올 수 있는 수단을 동원하여 지구의 연약한 환경을 더욱 교란시키고 있는 중이다.

지구는 참으로 연약한 존재이다. 좀 더 소중히 다뤄야할 존재이다.

지구가 천국이라면 금성은 지옥이다.

빙하와 빙하 사이의 간빙기

그 가운데 지구온난화 - 이산화 탄소의 변화일까?, 빙하의 원인은 뭔가?

다른 요인이 더 큰 작용을 할지 모르지만, 어떻게 될지 모르지만 인간이 자연을 변화하도록 하지말자

혜성충돌 : 핵미사일로 깨자 -- 폐기된 계획, -조각이 어떻게 될지 예측할 수 없어서

로켓을 여러개 박아서 궤도를 바꾸는 방법 - 멀리서 해야

흰 페인트 발라서 태양광을 받게한다

 

우주 _ 대기 100km, 우주정거장 600km,

우주여행 110km 상공에서 너물다 내려오는 것, 2억5천만원

과학자는 기본적으로 회의론자, 의심하도록 훈련되어

결과를 예측핤 없어, 과정이 중요하지

작은 일에 뭘 그렇게 해

 

2월 16일 5. 붉은 행성을 위한 블루스

1980년 상황까지 화상탐사 이야기 - 바이킹호

-지구랑 가장 비슷한 화성 : 금성은 뜨겁고,

크기, 질량, 물리적 조건은 비슷. 크기는 작지만 닮은 점 많아

산소는 거의 없지만 대기가 있어

지구하늘 파란 건 짧은 파장이 산란해서, 노을은 긴파장이 산란한 거

화성에는 반대로 연보라 하늘, 노을이 지면 파랗게 돼 - 대기 알갱이가 달라서

붉은 행성인건 산화철 때문, 대기 있으니까 바람 불고, 눈도 내리고

**구름에 수중기가 얼어서 눈, 그게 내리다가 녹으면 비

이산화탄소로 된 빙산이 있어, 철에 따라 녹았다 얼었다.

 

화성탐사선 엄청 보냈어 - 궤도선 40여개, 착륙선 5개

바이킹 성공 이후 70년대 이후 90년대까지 대부분 실패했어, 90년대 말에 다시 성공

굉장히 정밀한 화성지도 작성

최근 착륙선 큐리오시티 - 카메라만 20여가지

화성의 지질 사진 지구와 비슷해

화성- 자기장 없고, 바다가 없고, - 표면에서 소금물이 발견 : 접근금지 보호중

-땅을 파면 물 있을 것 2018년에 2m 땅을 뚫을 드릴을 보내 - 화성생명 발견의 결정적인 해

-생명을 발견하면 개발 중단해야

화성은 태양계 초기 생명이 존재하기 좋은 조건을 가졌어,

그런데 물 없어지고, 대기 없어지고, 자기장 없어져

원인 : 질량이 작아서 인력도 약한데 충돌로 그것마저 잃으면서 지금처럼 척박한 땅이 되었어

 

-달 탐험선 - 궤도선 1명, 착륙선 2명으로 구성 착륙 4번 성공해 12명 착륙. 그중 7명 생존

화성 이주 : 2010년이 첫 계획인데 계속해서 미뤄져

달까지는 3~4일인데, 화성까지는 8~9개월.

지구 공전1년, 화성공전주기 2년 - 2년한번 까까워졌을 때 탐사선 발사

mars500 = 화성 갔다 오는데 520일 걸려. 체류기간은 30일 남짓- 멀어지면 못 돌아와

차원이 달라 : 생명유지 장치

mars room : 우주선에서 상추 키우기

biosphere2 : 고립된 장소에서 살아남기

엘런머스크 스페이스X : 2026sus 화성간다.: 로켓 재사용 민간기술로

Marsone : 네덜란드 : 가서 안오겠다. : 오디션으로 100명뽑아 - 40명 결정오디션 진행

2024년부터 2년에 4명씩 보내 정착촌 만들겠다.

-mit 연구 : 60밀만에 질식사할 것

Robonaut2 : 국제우주정거장에 상주하는 인공지능로봇 - 계속 똑똑해져서 인간 대신 보낼 것

테리포밍 : 지구와 비슷한 환경으로 만들기

식물을 심는 것 - 산소생산. 대기 만들고, 자외선 차단

수십만년이 걸릴지 모르는 일, 아이디어는 많아.

**중력파

일반상대성이론 -질량을 가진 물체가 존재하면 공간이 휘어진다.

질량이 클수록 많이 휘어져. 곡률이 가팔라져

불랙홀의 곡률은 굉장히 클 것

물체가 움직이면 연속적으로 공간이 휘어. 마치 파도처럼 계속 일어나

우리가 움직여도 중력파 생겨. 너무 작아서 그렇지

블랙홀 2개가 근접해서 곗고 파동으로 밀려와 : 13억년전의 것

그 출렁거림을 측정한 것

 

 

2월 23일 6. 여행자가 들려준 이야기

 

보이저 : 금성에 이어 화성, 목성, 토성을 갓 확인한 1980년 당시의 사진 자료

1977년 : 행성천문학에서 변곡점, 행성간 가까이 모이는 때, 여러행성을 만날 수 있어

탐사위성이 움직이는 시간을 계산해서 100년 뒤에나 있을 기회

보이저 2호- 토성 관측 후 외계로

보이저 1호 - 천왕성(1986) 해왕성(1989년)까지 가도록 먼저 발사

**뉴 호라이즌 - 해왕성까지 10년 걸렸어

근접 촬영으로 목성의 띠, 천오아성 고리 관측 --큰 행성은 고리가 있다. 정설

목성, 토성의 위성도 촬영

1990년 2월 14일 -- 보이저 1호 명왕성 근처를 지나다 태양계 행성가족사진 찍어

태양 버깥으로 나간 유주선

보이저 1, 2호, 파이오니아 10, 11호 (1977년을 위해 실험용으로 사전 발사한 것)

파이오니아 겉면의 인류동판 

 

 

 

우주의 기본 물질인 수소(75%)의 정체를 알고 있다.

전자의 스핀을 이해하는 지구인의 자적수준

지구에서 중성자별까지의 위치와 거리, 가로 긴 선은 은하계 중심방향

중성자별 : 펄사- 자전속도가 1초 미만일 정도로 매우 특별한 현상

특이하니까 방향지시용으로 사용, 우주의 등대, 우주의 지도

태양에서 지구의 위치

3번째 행성에서 파이오니아를 타고 떠났어요

파이오니아와 인간

암수 한쌍. 상세히 그렸으나 종교론자들의 극렬반대에 간략하게

외계인에게 보내는 메시지 이전에 지구인의 자화상 

 

보이저 - 황금 LP판 골든 레코드 3장

                                  

   

 

 지구위치, 수소 원자는 동일

나머지는 레코드 이용법

각국언어로 ‘안녕하세요’ 음향 과 음악

지구의 사진과 그림

사랑에 빠진 여성의 뇌파(세이건의 3째 부인이 되는 앤듀리안)

 

 

그 이후

카시니 호이건스 Cassini Huygens 1997 토성

카시니 우주선 : 토성 위성 4개를 발견한 17 세기 프랑스계 이탈리아 천문학자

하이건스 탐사선 : 1655년 타이탄을 발견한 네덜란드 천문학자 -고리의 틈

토성 위성들을 확인 -타이탄, 엔셀라두스, 레아, 디오네, 미마스, 이아페투스, 테티스

타이탄 - 지구 초기와 닮아, 다만 멀고 작은데, 지열이 높아, 그럼 생명 가능성?

엔셀라두스 -물이 속구쳐. 나오자 마자 얼어 - 간헐천 현상

화성의 소금물처럼 물을 발견한 첫 사례, 목성의 위성에서도 간헐천현상 발견

뉴 호라이즌 New Horizons 2010 명왕성 탐사

알고있었던 것보다 지질학적 다양한 역동적인 천체

2014MU를 향해 가고 있어, 2019년 왜소행성 만나게 될 것

카이퍼밸트(Kuiper Belt)에 있는 천체

해왕성 궤도 바깥쪽- 명왕성근처, 황도면 부근, 밀집한, 구멍뚫린 원반형

화성-목성 사이의 소행성대 같은

유노 JUNO 2011 목성탐사--올해 도착예정

갈릴레오 위성(1609년 망원경으로 발견한 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토)

목성 극퀘도를 돌면서 관측

보이저, 갈릴레오 이후 몰랐던 정보를 수집

주스 JUICE (Jupiter Icy Moon Explorer) 2022 목성

목성의 얼음 위성 유로파, 가니메데, 칼리스토 집중

 

 

3월 8일 7. 밤 하늘의 등뼈

항성 : 자기내부에서 핵융합으로 빛을 내는 것

핵융합을 위한 조건 : 질량의 크기. 태양질량의 10%는 되어야

목성이 조금 더 컸으면 쌍성계가 가능했을 것

갈색왜성 : 항성으로 가는 경계선

 

은하수 : 여름철에 하늘 머리위로 가로질러

등화관제 훈련 때 돗자리펴고 누으면 하늘이 보여

8월 20일 시청광장 불을 끄고, 별을 켜자

 

sense of wonder : 경이로움 : 과학의 궁극적인 목적, 경이로움의 공유

이오니아 학파 : 과학 science 18세가 영국에서 나온 것

자연철학이 과학정신, 과학의 전통

 

외계행성 : 1992년 처음 발견돼, 지금은 2,000개

항성을 중심으로 행성이 있는 행성계, 항성계, 태양계

세이건 : 행성이 운행하면 별빛이 달라져 - 크기, 공전속도, 질량도 알 수 있어

우주망원경 캐플러 관측위성 -- 2009년 발사, Cygnus 백조자리 근처를 집중적으로 관측

행성후보 4800개 발견, 2,000개는 궤도와 질량이 밝혀진 것

해비터블 존(거주가능구역) : 항성에서 일정한 거리, 지구크기 등 조건

kepler-452b : 공전주기 368일 - 집중적으로 관측중

 

행성이름붙이기 - 그리스신화,북유럽 신화에서

목성의 위성은 - 제우스와 썸 탓던 여신

혜성 - 발견자 이름, (핼리혜성은 주기를 계산해낸 과학자 이름을 붙혀준 것)

소행성 - 발견자가 자기가 좋아하는 이름 붙혀 : 애인에게 별 따주는 방법

아마추여 천문학자의 영역이었으나 경쟁이 샘해져.

 

지구에서 보이는 별 6,000개. 북반구에서는 3,000개. 한곳에서 볼수 있는 것 2,000개

제일 멀리떨어진 것 1천광년 - 은하중심까지는 3만광년

10파섹에 별들을 정렬했을 때 밝기 - 절대등급 1~6등급

시리우스 제일 밝은별 -1

태양 4.5등급. 평균보다 어두운 별

 

태양의 중력과 직진하려는 행성이 힘이 같을 때 궤도운동

태양이 생길 때 구름가스가 회전하면서 압축- 그 방향으로 행성도 회전

구심력이 강한 회전축은 항성으로 떨어지고, 원심력 강한 적도면 원반형으로 행성들 궤도

그렇게 안정화된 것만 지금 행성으로 남아 있어 법칙성을 보이는 것

 

     

3월 15일 8. 시간과 공간을 가르는 여행

 

                                  

 

1만원권 - 세계적으로 유래가 없는 과학적 작품을 도안으로 한 ‘우주적인 돈’

-이소연 우주 미르에 갈 때 1만원권 지폐교환 퍼포먼스

세종 당시 칠정산 내외편 역법정리는 엄청난 사건

당시 세계적으로도 상당히 높은 수준의 과학적 기반

장영실은 그 시대 세계 최고의 과학자로 꼽아

문종세자가 측우기를 발명해

일월5봉도 : 태양과 달, 그리고 5개의 행성

1)혼천의 : 망원경 이전에 천체를 재는 기계, 조선 현종 10년(1669년) 천문학 교수였던 송이영이 만든 천문(天文)시계 ‘혼천시계’의 혼천 시계의 일부

절기와 계절을 알려주는 일종의 ‘천문 자동표시 장치’

2)보현산천문대(1996년 경북영천)-우리나라 최대 구경 1.8m 세계적으로는 작은 거지만

3)배경 별자리 : 석각천문도 천상열차분야지도( 국보 제228호로 조선시대 태조 4년(1395년)에 제작) 덕수궁 궁중유물전시관에 소장, 가로 122.8cm, 세로 200.9cm, 두께 11.8cm의 크기로 검은 대리석에 새겨져 있다.

-- 밝은 별은 크게, 어두운 별은 작게

세계에서 2번째로 오래된 천문지도 : 우주변화 자체를 감지하려면 몇만년 있어야 하지만

별마다 고유의 운동특성이 있어 동정가능, 지도의 연도를 찾아갈 수 있어

북두칠성 : 그 옆에 하나 더 있어 8개 (마자르와 알토르 안시쌍성)

----정호승의 불두팔성 : 너도 별이다.

 

특수상대성이론 : 빛, 빛의 속도

빛의 속도로 달리면 세상은 어떻게 보일까?

시공간 : 시간과 공간이 한꺼번에 있어 spacetime --이것이 상대상이론의 기본개념

공간이동하려면 시간지연이 발생해 - 시간을 거스를수 없어

특수상대성 : 등속운동 --중력이 없는

일반상대성 : 가속, 감속

F=ma : 중력= 질량*중력가속도

 

물질은 조건이 바뀌면 변한다.

특수상대성 : 시간도 어떤 상황(속도)에 따라 달라진다. 질량길이로

일반상대성 : 질량, 에어지, 물질이 있으면 주변이 휘어져

질량이 만유일력을 발생

질량, 예너지에 비례해서 주변공간이 많이 휘어져 =곡률

-질량에 따라 만들어진 곡률에 따라 떨어진다. (만유인력)

--그럼 잡아당기는 힘의 개념이 없어지고

--기하학적 개념으로 중력을 설명

--여기에 블랙홀, 시간여행이 만들어져

 

*태양계 : 태양 가까이에는 작고 암석질, 바깥으로 갈수록 거대한 기체 덩어리 행성

캐플러56 : 태양계와 다른 방식으로 존재 : 수성보다 더 가까이에 더 큰 행성이 있는 상황

 

 

3월 22일 9. 별들의 삶과 죽음

 

우주는 137~8억년전 탄생, 지금도 팽창 중.

우주 생성 2~4억년 사이에 첫 별이 탄생

-- 그걸 아직 목격하지 못했어. 그때 생긴 별들이 지금도 살아 있을까?

1세대 별들 120억년 된 것. 구상성단 꽤 많이 발견돼

 

태양은 50억년. 3~4세대, 비교적 최근에 태어난 별

태양 100억년이 수명인데, 우주에서는 평균보다 작은 별

질량 클수록 수명이 짧아. 무거운 별은 1백년, 1억년 살다 죽는 별도 있어

 

오리온자리 -겨울 별자리지만 3월 서쪽하늘에서 보여

3태성 밑에 오리온 대성운 -- 여기서 별들이 태어나

-파란, 빨간색 - 기체가스

-까만색 - 말머리성운 : 고체 먼지

이게 뭉쳐서 엄청난 밀도를 가지며 별이 탄생  

    

    

별은 태어날 때 수명이 정해져

밀집된 성운 - 원시 태양계 - 빛을 내는 재료 - 그 크기가 질량

질량이 곧 수명 - 빛을 내면서 줄어들어

큰별 - 재로가 많지만 유지하는데 필요한 양도 많아 빨리 소진

질량만큼 밝게 빛나, 굵고 짧게, 장렬하게 끝내

태양보다 작은 별이 더 오래 살아

갈색왜성 - 빛을 내지 못하고 별이 되지 못해

태양같은 별 - 100억년 사는 동안 90억년은 안정적으로 존재해

90억년이 되면 커졌다 작아졌다 맥동 - 그럼 행성들이 힘들어져

너무 작아서 폭발하지 못하고,

외부의 기체는 멀리 도망가고-- 성운으로 돌아가고

내부는 쪼그러들어 백색왜성

 

태양보다 무거운 것 - 1987년 초신성 폭발

막판에 불안정해져서 터져. 1000억배 밝아져 - 은하 전체만큼의 빛을 한달간 보여

도망가고 남고가 격렬해 - 중성자별, 블랙홀

 

별의 일생을 살면서 만든 것이 물질

초신성 폭발의 엄청남 사건 - 고온 고압에서 양성자 결합 -- 금속만들어져

우리몸을 만드는 원소들이 다 초신성폭발의 결과물

이것들이 뭉쳐져서 지구 탄생

자연상태에서 92개 화학원소 1번 수소 H~ 92번 U

우주의 99%는 수소와 핼륨

뜨거워야 양성자들을 많이 모을 수 있어. 그 온도에 따라 만들어지는 금속 정해져 있어

초신성 폭발에 그 온도가 만들어지고, 그때 새로운 원소가 만들어지고,

그 잔해가 지구를 만들고

핵력이 있어도 철 Fe 이후에는 양성자를 붙잡고 있어

그 뒤에는 방사성 원소 - 양성자가 빠져나가면 다른 물질이 돼

 

국내 연구진이 8천만 광년 밖 초신성의 새로운 폭발 원리를 최초로 규명했다.

미래창조과학부는 서울대 물리천문학부 임명신 교수 연구팀이 지구로부터 8천만 광년 떨어진 제1a형 초신성의 폭발 장면을 포착해 이 초신성이 기존 가설과 달리 백색왜성과 보통별의 상호작용으로 발생할 수 있다는 새로운 가설의 관측증거를 세계최초로 제시했다고 2015년 12월 7일 밝혔다.

초신성(supernova)은 진화의 마지막 단계에 이른 별이 폭발하면서 그 밝기가 평소의 수억 배에 이른 별로 마치 새로운 별이 생겼다가 사라지는 것처럼 보이기 때문에 초신성이라고 하며, 쌍으로 이루어진 별 중 하나가 나머지 다른 별의 물질을 받아들여 폭발할 때 제1a형 초신성이라고 한다.

또한 제1a형 초신성은 백색왜성이 쌍으로 존재하는 적색거성의 물질을 급격히 흡수하면서 일어난다고 받아들여지고 있다.

이번 연구에 사용된 제1a형 초신성 SN 2015F가 나타난 NGC 2442 은하의 모습. NGC 2442는 약 8000만 광년 떨어진 곳에 있는 나선은하이며 지구 남반구에서만 관측 가능. 그림에서 노란색 박스로 표시된 부분에서 초신성 폭발이 있어남

 

제1a형 초신성은 최근 노벨상을 받은 ‘우주의 가속팽창을 밝히는 연구’에 사용되는 등 현대 천문학 연구에서 매우 중요한 천체현상이다. 그럼에도 그 폭발 메커니즘은 아직까지 제대로 규명되지 않았다. 제1a형 초신성의 최대밝기는 매우 밝고 모두 비슷해 먼 은하까지의 거리를 재는 도구로도 사용되고 있다.

그동안 제1a형 초신성은 백색왜성(항성이 최종적으로 진화한 상태로 별이 대기를 잃어 매우 작은 상태로 수축되어 있어 ‘왜성’이라고 부름)이 쌍으로 존재하는 적색거성(항성이 백색왜성으로 변하기 전에 거치는 진화단계로 항성대기가 매우 부풀어 올라 태양 직경의 수백 배 수준으로 매우 크게 변한 상태)의 물질을 급격히 흡수하면서 일어난다고 받아들여져 왔다. 그러나 다른 방식의 폭발 가능성도 제시돼 지난 수십 년 간 논란거리였다.

제1a형 초신성의 폭발 메커니즘은 폭발 순간에 일어나는 섬광현상을 이용해 확인할 수 있다. 섬광은 초신성 폭발 시 발생하는 충격파가 함께 있는 별(동반성)과 충돌하면서 빛을 내는 현상으로, 동반성의 크기가 클수록 더 밝다. 적색거성과 백색왜성으로 이루어진 초신성 폭발의 섬광은 태양과 같은 보통별-백색왜성 초신성의 폭발에 비하여 수십 배 이상 더 밝다.

SN 2015F 초신성 폭발의 모습. 왼쪽 3월 7일 이미지에 아무천체가 없던 자리에서(화살표로 표시), 3월8일 초신성이 나타난 것을 볼 수 있다(왼쪽에서 두 번째). 이후 3월 9일과 3월 10일 이미지에서 이 초신성이 점점도 밝아지는 모습이 보인다(오른쪽 두 개의 이미지들).

이러한 섬광현상은 짧게는 몇 시간에서 길게는 수 일 밖에 지속되지 않기 때문에 포착하기가 매우 어렵다. 연구진은 세계 각지에 있는 망원경을 이용해 가까운 은하 수십 개에 대해 매일 수차례 씩 모니터링 탐사관측을 수행하던 중, 호주에 설치된 ‘이상각 망원경’을 이용해 지구로부터 8천만 광년 떨어진 곳에 있는 은하(NGC 2442)에서 2015년 3월 8일에 제1a형 초신성(SN 2015F) 폭발의 순간과 섬광현상을 포착하는데 성공했다. 이 섬광의 밝기를 통해 폭발한 백색왜성의 동반성 크기가 태양과 비슷한 보통별임을 알아낸 것.

연구진은 제1a형초신성 SN 2015F의 폭발이 백색왜성-적색거성이 아니라 백색왜성과 태양 크기의 주계열성(보통별)의 상호작용에 기인한다는 것을 알아냈다. 이러한 사실을 관측해 확인한 것은 이번이 세계 최초이다.

이러한 연구를 계속해 제1a형 초신성 폭발메커니즘을 확실히 규명할 경우, 초신성을 이용하는 우주의 팽창 연구의 발전에도 기여할 것으로 보인다.

임명신 교수는 “이번 발견으로 말미암아 제1a형 초신성의 생성 원리가 백색왜성과 보통별의 상호작용으로 발생 가능함을 제시해 그 동안 교과서에 소개되어 온 내용에 대한 수정이 필요하게 됐다"고 연구 의의를 밝혔다. 이 연구결과는 천문학분야의 권위 있는 학술지인 천체물리학저널 증보(The Astrophysical Journal Supplement Series) 11월 20일자 온라인판에 게재됐다.

12억년전 초신성 폭발때 나온 빛, 이제야 지구에 왔다

이영욱 기자 입력 : 2016.03.23 10:43:59

 

초신성 'KSN 2011d'의 폭발 장면. [사진 제공〓NASA

초신성이 폭발하며 생긴 충격파가 가시광선 영역에서 처음으로 관측됐다. 20분에 불과한 짧은 ‘단말마’였지만 눈부신 섬광이 지구에 도달하기까지는 무려 12억년이 걸렸다.

미항공우주국(NASA)는 美 노터데임대 천체물리학 피터 가나비치 교수 연구팀이 NASA의 케플러 망원경의 관측 자료를 분석해 이같은 현상을 발견했다고 22일 밝혔다.

이 초신성이 처음 관측된 것은 2011년으로 연구팀은 ‘KSN 2011d’라는 이름을 붙여줬다. 이 별의 질량은 태양의 500배에 달했다. 이 초신성은 거대한 항성이 수소 핵융합 반응으로 한동안 안정적으로 빛을 내다가 적색 거성으로 부푼 후 핵융합 연료가 고갈되면서 내부의 핵이 붕괴돼 결국 폭발로 생을 마감했다.

적색거성이 된 후에는 태양보다 2만배 밝은 빛을 냈다. KSN 2011d는 약 20분에 걸쳐 ‘쇼크 브레이크아웃’이라는 태양보다 무려 1억3000만배나 밝은 강력한 빛 충격파를 내뿜었다. 폭발 14일 후 최대 밝기에 다다랐다. 이때 밝기가 태양의 10억배였다.

연구팀은 멀리 떨어진 500개의 은하들로부터 오는 빛을 30분에 한 번씩 분석하는 일을 3년이나 되풀이했다.

50조개의 별을 조사한 뒤에야 초신성 폭발의 섬광을 발견할 수 있었다.

가나비치 교수는 “초신성이 언제 폭발할지 모르기 때문에 쇼크 브레이크아웃 처럼 수 분 단위의 시간으로 벌어지는 일을 관측하기 위해선 항상 하늘을 모니터링하는 케플러 망원경과 같은 카메라가 필요하다”고 설명했다. 연구팀은 이번 발견을 통해 초신성 폭발 순간 충격파가 어떻게 만들어지는지 더 자세히 이해할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

NASA는 “케플러 망원경이 찰나의 순간을 기록할 수 있었던 것은 천문학자들로서는 천문관측의 기념비적인 순간”이라고 밝혔다.

 

 

3월 29일 10. 영원의 벼랑 끝

빅뱅우주론 - 지금 시대에 진리라고 믿고 있는 패러다임

팽창이라는 개념, 현대과학은 일상적이고 직관적으로 느낄 수 있는 범위를 벗어난 논리

우주는 은하가 기본 단위

태양 수천억개가 있고, 성운까지 들어있는 세포와 같은 독립적 생태계

은하와 은하 사이에는 거리가 있어

 

우리은하는 나선은하, 안드로메다도 나선은하

북부은하군 30개 은하 중에서 제일 큰 은하

점점 가까워지고 있어, 40억년 후면 충돌할 운명 =둘아ㅣ충돌하면 타원은하가 될 것

1920년대 허블 - 행태학적 은하 분류

탄생 배경과 생긴 모양사이에는 연관관계가 있어. 분류의 의미

1990년대부터는 인공지능으로 형태 분류

 

에드인 허블 - 빅뱅우주론

1929년 허블법칙 - 멀리 있는은하일수록 더 빨리 멀어진다.

관측자료와 일반상대성 이론이 근거가 맞아

르네트르-논문을 먼저 제출했으나 지도교수 에딩턴이 무시, 이전의 관측 자료를 통해 독립적으로 진행 측

허머슨(휴메이슨)-허블의 천문대 조수, 허블은 관측대장

우리는 그대로 있는데, 시공간이 커지는 것. 개체는 가만히 있고, 서로의 거리가 멀어져

우리는 아무런 팽창의 증거을 느끼지 못해

은하 내부에서는 원심력보다 중력이 강해서 모양 유지

 

우주는 태어나 3분만에 우주의 모든 것을 만드는 재료가 태어나

별 2~4억년에 태어나 살고 죽고는 반복하면서 진화

1980년대 우주나이 100~200억년, 지금은 137~138억년

퀘이사 - 블랙홀, 우주중심

우주의 모양은 평편한 평면

 

플랫랜드(Flatland: A Romance of Many Dimensions)는 1884년에 영국 빅토리아 시대의 신학자이자 교육자였던 에드윈 A. 애보트(Edwin A. Abbott, 1838-1926)가 지은 수학 소설(Mathematical Fiction)인 동시에 최초의 SF소설이다. 신선하고 매력적인 이야기로 많은 사람의 사랑을 받은 이 책은 2차원 세계의 기하개념을 다룬 독특한 작품인 동시에 영국 빅토리아 시대 당시의 계급제도 사회를 신랄하게 비판한 풍자문학이기도 하다.

 

우주의 미래 -계속 팽창할 것인가? - 우주 물질의 총량을 조사하면

물질은 질량을 가지고, 질량은 중력을 가진다. 어느 순간 수축하게 된다.

안정적이면 어떤 일이 일어나지 않아

우주초기의 우주물질의 분포가 균일하다는 것은 상태가 유지된다는 것

그런데 어떻게 존재했을까?

다시 조사하니 균일한 공간 중에 한 지역과 다른 지역의 미세한 차이가 있는 것이 발견

 

4월 5일 11. 미래로 띄운 편지

정보, 지능의 발달

DNA->뇌 ->도서관 : 뇌의 용량 작아, 수명도 짧아. 외부에 지식을 쌓아둬

에덴의 용 - 인간지능의 기원을 찾아서

코스모스 11장은 그걸 요약한 것. 논리전개가 명확하고 독특해

뇌와 도시의 비교 -

1977년 보이저 메시지 golden record : 외계 지적생명체에게 인간의 뇌파를 보내

세이건 -지능을 우주로 확대하는 작업을 했는데, 살아있다면 인공지능 관심 가졌을 것

 

알파고는 인공지능의 후발주자인 구글이 전략적으로 이벤트로 만들었어 . 바둑 특정분야

watson 2011 - 퀴즈대회

질문을 알아듣고, 부저를 누르고, 답을 말로 해,

신문기사 - 그 이전에 일어난 사건과의 맥락을 살펴서 답해

질문 완전히 끝나고 1초뒤 부저를 눌러라 - 질문이 끄나가는 것을 스스로 인지한 것

인간활동을 대체하겠다는 목적에 따라 활용

의료계 - 진단자료를 분석해서 의사에게 조언 : 법적으로 로봇이 못 나서니까

법조계 : 판례를 수집해서 판사에게 조언

 

딥블루 - 체스

딥 드립 - 구글의 구림 : 고호풍으로 그려

전체 패턴을 분석해 기거에 스타일을 입혀 - 그걸 예술이라고 하면 컴퓨터가 잘하는 영역

클리터 - 예일대 작곡

일본 - 신이치 문학상 : 인공지능의 고독 (SF소설)

Word smith : 기사 쓰는 인공지능

예전의 기록을 찾아내는 스포츠 기사, 주식변동 추이 - 우리나라도 하고 있어

주심을 인공지능으로 대신하려는 움직임도 있어

kensho -증권 에널리스트. 애를 고용하고 500명 해고, 수익률이 되니까 계속해

AI : AI 자기들까리 대화 가능 2011년 실시

Tay - 극우 나치주의 발언 --딥러닝의 과정에서 쇠뇌당한 것

딥러닝의 현실상을 반영하니까 학습의 문제점 드러나

예쁜꼬마선충로봇 - 뉴런이 300여개밖에 안돼, 그걸 스캔해서 로봇에 입혔더니

명령 안해도 벽을 피해가 인공지능과 로못을 결합하는 과정하고 있어

직관, 감정, 예술혼

-이것은 결국 수많은 정보를 처리하는 결과라는 사실을 알파고가 알려줘

인공지능을 통해 인간이 뭔지 알아가는 중

 

 

4월 12일 12. 은하대백과사전

 

UFO (Unidetified Flying Object): 미확인 비행물체

외계지적생명체와 관련해서 과학의 방식은 어떤 것인가

이집트 상형문자를 해독하는 과정은 알지 못하는 세상에 접근하는 방식

세티(SETI, Search for Extra-Terrestrial Intelligence)

외계지적생명체를 찾는 과학적인 방식

지금까지 세이건의 방식을 유지

드레이크 방정식(Drake equation):

1960년대에 인간과 교신할 수 있는 지적인 외계 생명체의 수를 계산하는 방정식

                                  

  

N: 우리 은하 내에 존재하는 교신이 가능한 문명의 수

R*: 우리은하 안에서 1년동안 탄생하는 항성의 수

(= 우리은하 안의 별의 수/평균 별의 수명)

fp: 이들 항성들이 행성을 갖고 있을 확률 (0에서 1 사이)

ne: 항성에 속한 행성들 중에서 생명체가 살 수 있는 행성의 수

fl: 조건을 갖춘 행성에서 실제로 생명체가 탄생할 확률 (0에서 1 사이)

fi: 탄생한 생명체가 지적 문명체로 진화할 확률 (0에서 1 사이)

fc: 지적 문명체가 다른 별에 자신의 존재를 알릴 수 있는 통신 기술을 갖고 있을 확률 (0에서 1 사이)

L: 통신 기술을 갖고 있는 지적 문명체가 존속할 수 있는 기간 (단위: 년)

 

1959년 전파망원경을 이용, 인공전파신호를 포착하는 방식

ATA-42 : 6m 전파망원경 42대를 연결, 라센지역의 대학 망원경단지, 앨런이 기부

Shostak : 전파천문학, 세티과학자

가능성 높은 행성을 선택 집중

미국 의회 청문회 진술 - 구체적 숫자 제시

25년후 지적생물체 존재를 알수 있는 전파신호 하나를 포착할 수 있을 것

캐플러 관측 결과를 통해서 외계행성 50억개, 365일 관측할 수 있는 범위

그중 1% 생명체가 있고, 그중 1% 지적생명체

인공전파 찾는 것 - 통계적 유의수준 높이기 위해 반복 밖에 없어

25년 되어야 유의수준 확보한다는 것

그 전파가 생명체인지 아닌지 말할 수 있게 된다는 것

유리 밀러 : 러시아 물리학자 - 미국에서 돈 벌어 - 물리 수학자에게 연구비 제공

세티사업에 10년간 1억 달라 제공

기존 망원경의 시간을 사 - 유의수준에 빨리 도달 - 2040년보다 쪼금 빨리

‘외계 인공전파를 찾는 고전적 방식 원없이 해봐라’

그래도 안되면 접근 방식을 바꿔야 하는 것 아니냐 잠정적 결론 도발

문명의 지속시간 : 과학기술을 이용한 문명을 만들어야 한느데

라디오는 1901년부터 송출 - 그 ㅈ너에는 외계지적 생명체 아니야

호모사피엔스 얼마나 존속할까? - 3만년 뒤라고 하는데

그전에 빙하기, 소행성 충돌을 견뎌낼까?

생기자 말자 사라져버린다면 - 핵전쟁, 환경오염

자기문명을 자기가 피괴하는 것이 보편이라면

지적생명 탐험이 지속가능한 문명 찾는 것 - 어쩌면 우리의 미래를 가늠하는 작업

 

세티(SETI, Search for Extra-Terrestrial Intelligence)

지적 지능은 뇌를 바탕으로 하는 것 - 기술을 바탕으로 하는 더 포괄적 개념필요

SETT - Technology : 몸뚱아리가 아니라 기계여도 좋다.

 

4월 19일 13. 누가 우리 지구를 대변해줄까?

중평초 4학년 죄진주 학생 가족이 같이 시민천문대 5년 고객

 

히피티아 vs 키릴루스

--알렉산드리아 도서관장 vs 당시 책을 불태운 대주교

우리가 지구인으로 살면서 닥친 위기

핵겨울 - 당시 인류를 위협하는 최고의 재난 - 그것을 극복해야 할 근거 제시

지금은 핵감축 - 위험은 감소하고 있지만 국지적으로는 더 고조되고 있어

인도-파기크탄, 한반도 북핵

미소 양극체제 이후 국부적, 국지적 전쟁이 일어나고, 전쟁을 체감하지 못하는 사람들

그게 비교적 단순한 위험이라 여겼지만 지금은 오히려 국지전으로 삶이 피폐해져

IS 극단주의자들 때문에

코스모스의 키워드 : 이별 경의로움/허무함 심란/모험 삶/휴머니즘 데모/실천

“코스모스는 과거에도 있었고, 현재에도 있으며, 미래에도 있을 그 모든 것이다.”

- 첫문장

발견을 통하여, 성찰을 통해 우리 자신의 이야기, 우주의 모든 것 , 그 속에 사는 인간의 모든 것 “우리는 종으로서 인류를 사랑해야 하며 지구에 충성해야 한다. 아니면 그 누가 우리의 지구를 대변해 줄 수 있겠는가?”- 마지막 문장

138억년의 역사를

우주로 나가는갓, 경쟁적 개발이 아니라 지구에서 우리가 행복해지는 것

우리의 생존은 우리 자신만이 이룩한 업적이 아니다.

그러므로 오늘을 사는 우리는 인류를 여기에 있게 한 코스모스에게 감사해야 할 것이다.

우리 자신의 발전 아니라 또 다른 존재까지 인식을 확산해 개별적인 감정을 대신해 지구를 하나로 바라보며 모든 관계들을 더 좋은 방식으로 해결할 수 있는 인식, 그래서 평화롭게 존재

외계인을 SF에서는 싸움의 대상으로 전제하고 있어

우리는 우주로 나갈 때 무장을 하지 않는다.

핵연료를 쓰지만 다른 존재에게 피해가 되지 않도록

화성의 물이 나오는 구역 - 보호지역으로 선포

-오염시키면 안된다는 인식- 거기 생명체를 존중하는 태도

이런 평화를 기획했다는 건 칼 세이건의 공로

냉전시대에 우주로 나가면서도 무장하지 않은 전통

놀라운 함의, 성취가 이어졌어.

 

미국 석탄기업의 파산 -자본의 자기자정능력이 있나?

앨런머스크 - 독일 원전 폐기에 이어 프랑스 원전폐기하면 거기에 생산기지 짓겠다 제의

핵 감축처럼 고무적인 일이 벌어져

4월 12일 가가린데이 -유리스데이파티

유리뭘러(세티사업에 자금지원한 사람) : 1억 달러 기부

4광년 센타우루스 알파별 = 태양계에서 가장 가까운 별인데,

보이저로 가는데는 5억년 쯤 걸리는데 -- 20년만에 갈수 있게

빛의 속도 1/4까지 가속시키려면 엄청난 에노지

이것을 태양의 복사에너지, 태양풍을 활동하는 우주돗단배

핸드폰 크기 수천개를 로켓으로 보내고, 지구에서 레이저를 쏴서 가속

20년 동안 연구하고, 20년 동안 보내자!

사진 찍에서 보내는 데는 빛의 속도니까 5년이면 받아볼 있어

45년에 걸친 프로젝트