안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 우주천제중에서, 위성이라는 것이 행성에 추락이나 충돌하지 않고 계속 돌 수 있는 이유가 설명되나요?
위성은 행성 주위를 계속 돌수 있는게 중력으로 끌어당겨지는 힘과 위성이 앞으로 나아가려는 속도 사이의 균형으로 인해 나타나게 되며 이에 대한 원리는 뉴턴이 설명하였지요. 대포실험이 그 예인데 산꼭대기에서 수평으로 대포를 쏘고 너무 느리게 되면 땅에 떨어지지만, 빠르면 지구를 벗어나게 된다. 하지만 이를 정확한 속도로 쏘게 되면 지구 곡룔을 따라 영원히떨어지게 된다. 이러한 현상은 위성이 실제로 끊임없이 행성을 향해 계속 떨어지지만 수평 속도가 너무 빠르기에 행성의 곡률에 맞춰 지면에 부딪히지 않게 되는것입니다. 즉 궤도운동이란 행성에 영원히 떨어지고 있는 운동을 나타내는 것이지요. 추락은 속도가 줄어들어 중력이 우세할때 발생하며 탈출은 속도가 너무 빨라 중력에서 벗어나면서 발생하게 되는것이지요.
Q. 문명의 수준과 단계를 구분하는 카르다쇼프 한계의 기준과 의의는 무엇이죠?
카르다쇼프의 척도란 문명의 수준이 얼마나 많은 에너지를 사용하는지를 기준으로 판단하게 되는데 크게 3가지로 나누었따고 하지요. I형 문형은 자신의 행성 전체 에너지를 사용하며, II형 문명은 자신의 항성 전체 에너지를 사용한다고 하지요. III형 문명은 자신의 은하 전체 에너지를 사용한다고 합니다. 이러한것들을 바탕으로 칼세이건은 현재 인류가 대략 0.72~0.75형 문명 수준으로 존재한다고 이야기 합니다. ㅐ양에너지, 원자력, 풍력 등의 에너지를 활용하지만 지구 전체의 에너지의 극히 일부만 통제하여 사용하기 때문이지요. 카르다쇼프 척도의 의의란 지구 중심적 시각을 벗어난 우주적 문명 개념을 제시하였고, 인류의 발전이 어디까지 이룩할 수 있을지 상상하게 만들어주었지요.
Q. 우주 천체 중 하나인 행성에서, 행성의 지위를 유지하기 위한 조건은 어떻게 되나요?
행성이 되기 위해서는 항성을 공전하고, 자신의 중력을 가져 구형의 형태를 유지하며, 공전궤도 주변을 정리하여야 한다. 입니다. 명왕성의 경우 마지막의 공전궤도 주변을 정리하지 못하였는데 이는 카이퍼벨트 근교에 존재하여 우수한 중력체가 아니였기 때문이지요. 따라서 왜소행성으로 바뀌게 되었는데 행성과 비슷하지만 궤도정리를 하지못한 천체들을 왜소행성으로 통틀어 이야기하게 됩니다. 항성을 공전하고, 둥근 형태를 유지하며, 위성이 아니며, 궤도주변을 정리하지못한 행성들로서 명왕성이나 에리스 등이 왜소행성으로 분류되고 있습니다.
Q. 우주관측 데이터 상 최근 발견된 시아노코로넨 이라는 물질이 의미하는 것은?
시아노코로넨이란 벤젠 고리가 여러개 결합한 다환 방향족 탄화수소 계열의 분자구조를 가지고 있고 시아노기가 결합되어 질소까지 포함하게 되는 복합적인 유기물로서 고도로 평면적이고 대칭적인 구조를 가지고 자연에서 자발적으로 형성되기 매우 어려운 분자로 알려져 있습니다. 지금까지 우주에서 발견된 유기물의 대부분은 단순한 형태인 CO, HCN 등이였는데 시아노코로넨은 복잡도와 구조면에서 생체분자에 가까운 유기물이기에 별이나 행성 형성 이전 단계에서 이미 고도의 유기물이 합성이 될수 있다는 증거로 받아들여지기에 생명의 기원이 지구 밖에서도 광범위하게 형성될수도 있지 않을까 하는 의미를 가지게 됩니다. 복잡한 유기물들이 성간 구름이나 원시 행성계 원반에서 존재하게 된다면 그러한 물질이 운석, 혜성, 우주 먼지 등을 통하여 행성으로 전달되게되고 생명의 재료가 우주 전역에 보편적으로 존재할수도 있다고 생각해 볼수 있게 되는것이지요. 또한 시아노코로넨은 자외선에 강하고, 열적으로 안정적이기에 성간공간에서도 장기간 생종할 수 있음을 시사하게 됩니다.
Q. 갈릴레이의 목성 위성 발견이 지동설에 어떤 영향을 주게된건가요?
천동설은 모든 천체가 지구를 중심으로 돌고 있다고 보며 지동설은 태양이 중심이고 지구를 포함해 행성들이 태양 주위를 돌고 있다고 봅니다. 갈릴레이의 경우 지동설을 적극적으로 지지했다고 알려져있는데 그 당시엔 이를 증명할 관측적 증거가 부족하였지요. 갈릴레이는 자신이 직접 만든 망원경으로 목성을 관측하였으며 목성 주변에 작은 별처럼 보이는 4개의 천체인 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토를 발견하게 되었습니다. 이들이 목성 주위를 고언하고 있다는 사실을 알아내게 되었지요. 천동설은 모든 천체가 지구를 중심으로 돈다고 하여는데 목성 주변의 작은행성들은 목성을 중심으로 돈다는 것입니다. 이에 따라 지구가 중심이 아닐수도 있지 않을까? 라는 사고의 전환이 시작되게 되지요. 코페르니쿠스는 지구도 행성처럼 태양을 돈다고 하였고 다른 행성들도 자신만의 위성을 가질수 있다고 가능성을 이야기하게 됩니다. 갈릴레이는 이러한 발견을 별의메신저라는 책을 통해 지동설의 신빙성을 높이고 천문학적 관측이 철학과 종교 교리를 바꿀수 있다는 것을 보여주고자 하였습니다!