우주 (宇宙, Universe) 에 대하여 - 천문학

천문학이란 ?

 천문학 (天文學, astronomy) 은 우주를 포함하여 별, 행성, 혜성, 그리고 은하와 같은 천체와 지구 대기의 바깥쪽으로부터 비롯된 현상을 연구하는 가장 오랜 역사를 갖는 자연 과학입니다. 인류의 역사와 함께 오랜 시간 동안 발전해 온 학문인 천문학에 대해 알아보겠습니다.

허블망원경으로 관측한 대마젤란 은하의 별생성 영역 (출처 : Wikipedia)

 

천문학의 역사

* 고대시대

 고대 왕국이 번창했던 시대 (오리엔트 시대, 기원전 약 50 세기 ~ 7세기) 에는 농사와 제사를위해 달력 만들기, 별자리 그리기 등의 기술이 발생했으며, 천체의 현상의 신화화하여 해석하는 신화적, 주술적 성격이 짙었습니다. 예로 메소포타미아의 배락 신화와 이집트의 천문학이 대표 적으며, 이들 문화에서는 천체들과 우주를 신성시하고, 천체의 우행을 예언과 예측에 활용하는 주술적인 성격을 보이고 있습니다.

 고대 그리스 시대 (기원전 6 세기 ~ 4 세기)의 철학자들은 천문학의 실증적 발전을 이끌었습니다. 플라톤과 아리스토텔레스는 우주의 구조와 천체의 운행에 대한 이론을 제시하는 한편, 천체의 시운동에서 볼 수 있는 복잡한 현상을 설명하기 위한 다양한 기구들이 만들어졌습니다. 이후 지구를 중심으로 태양, 달, 수성, 금성, 화성, 목성, 토성이 그 주위를 공전한다고 하는 톨레마이오스의 지구중심설이라는 천문학 체계를 발전시키게 됐습니다.

* 중세시대

 중세 시대에는 유럽에서는 봉건제하의 암흑시대로 인해 그리스 천문학이 실질적인 발전이 어려웠으며, 이슬람 문화에 영향을 미쳐 지점이나 방위를 결정하거나 국가의 운명을 점치는 점성술 정도로 여겨지게 됐습니다. 이후 기독교 교리와 조화되는 천문학 연구가 이루어지게 되고, 이 연구에서는 천체들의 움직임은 천국의 계획에 따라 움직이는 것으로 여겨졌습니다.

* 근대시대

 천문학의 진정한 과학적으로 의미는 16세기 이후 크게 대두되었습니다. 이전까지 계승되어 온 지구중심설을 니콜라우스 코페르니쿠스에 의해 태양을 중심으로 하는 헬리오센트릭 천문학을 제시하여 지구 중심주의를 대체하였고, 갈릴레오 갈릴레이는 망원경을 이용해 태양 중심설의 관측적인 근거를 만들어 주었습니다. 또한 요한네스 케플러는 종래의 행성 궤도가 원이라는 법칙을 벗어나 지상 물체의 실험에 의해서 천체 역학의 기초를 구축하여 천체의 운행에 대한 새로운 법칙을 발견했습니다.

* 근대 이후

 근대 이후 천체 망원에 의한 실제 관측과 천체 역학에 의한 이론 계산은 근대 천문학의 무기가 되었고, 이들을 이용해서 새로운 여러 천체의 발견과 예측이 계속되었습니다. 그 결과 태양계의 범위는 기존보다 약 5배가 확장되었으며, 태양계는 행성 외에 위성, 혜성, 소행성, 유성체 등 다양한 요인으로 구성된 있음을 알 수 있게 되었습니다.

천문학 또한 산업혁명과 맞물려 큰 변화가 이뤄졌으며, 이 시대에 발견된 열, 빛, 전기, 자기에 관한 여러 가지 현상은 힘에 관한 현상을 포함하여 서로 밀접한 관계에 있었습니다. 이와 같은 입장에서 천체 연구에 물리학의 여러 방법이 응용됐으며, 기존 항성의 등급을 결정하는 천체광의 정량적인 방법 외에 뉴턴에 의해 스펙트럼 분석법이 새롭게 창시되었으며, 항성의 등급을 정석적으로 분석하여 그 등급을 결정하는 연구가 대표적입니다.

 

현대천문학

 현대 천문학은 20세기 이후로 크게 발전하게 됩니다. 망원경, 위성, 우주 탐사 등의 기술 발전으로 우주의 다양한 현상을 관측 및 연구가 가능하게 되었고, 각종 전자기파를 이용하여 천체를 관측할 수 있게 되었습니다. 이로 인해 천체의 밝기, 스펙트럼, 운동 등을 분석하는데 큰 진전을 이룰 수 있었습니다. 이처럼 다양한 기술의 발전으로 인해 현대 천문학은 천체의 움직임과 운동을 연구하는 천체역학, 별의 생애 주기와 진화를 연구하는 별진화학, 은하의 구조와 진화를 연구하는 은하 천문학, 우주의 대규모 구조를 성집단으로 연구하는 거대 구조 천문학 등 다양한 분야로 나뉘어 연구의 수준을 높이기 위해 많은 천문학자들이 오늘날까지 지속적으로 연구를 수행하고 있습니다.

 

마우나케아 천문대의 스바루 망원경과 켁 망원경 (좌), 전파망원경의 일종인 거대전파간섭계 (우) (출처 : Wikipedia)

 

이처럼, 우주의 기원과 진화, 우주의 구조의 이해, 외계 행성의 탐색 등 다양한 부분에서 지속적으로 발전해 나가는 현대 천문학을 통해 우주에 대한 많은 것들이 탐구되고, 우리에게 더 많은 우주의 신비와 아름다움을 보여주기를 기대해 봅니다. ^^