안녕하세요. A.K.K JuN 티스토리입니다.
오늘은 천체물리학에 대해 간단히 소개해 드리겠습니다.
들어본 적은 있지만 실제로 천체물리학이 어떤 것을 의미하는지 잘 알지 못하는 분들이 많을 겁니다.
천체물리학은 영어로 ASTROPHYSICS입니다.
별을 의미하는 ASTRON과 성질을 의미하는 PHISICS 두 가지 어원으로 되어 있습니다.
천문 천체의 생성과 진화와 관련된 물리적 성질을 연구하는 학문으로 천문학의 한 분야입니다.
천체물리학
천체를 물리학적으로 연구하는 분야로 이해하면 쉽습니다.
천체물리학은 천체의 위치, 운동을 연구하는 위치 천문학에 상대되는 학문입니다.
천체물리학의 연구 대상은 우주가 광활한 만큼 매우 다양합니다.
태양의 활동, 태양 플라즈마의 움직임을 연구하는 학문입니다.
항성의 대기 구조와 항성 내부의 구조 및 항성 진화에 대해 연구합니다.
별의 탄성, 중성자별, 블랙홀을 연구하기 위한 분야입니다.
은하의 구조, 은하의 형성 그리고 우주의 탄생을 연구 대상으로 합니다.
천체물리학은 천체 망원경, 천체 분광기, 천체 광동계,
천체 사진을 이용하여 천체의 구조와 내력, 밝기,
그 밖의 다양한 현상을 연구하고 있습니다.
천체물리학이 넓은 의미로 천문학을 뜻하기도 합니다.
천체물리학은 관측과 이론 연구로 나누어 볼 수 있습니다.
관측 분야에서는 다양한 망원경을 활용하여 천체의 전자기적인 성질을 알아냅니다.
이론 연구 분야에서는 물리학적으로
타당한 이론적 모형을 세워 관측을 통해 알아낸 여러 가지 성질을 설명해냅니다.
천체물리학 역사
천체물리학의 기원에 대해 살펴보면 19세기 후반으로 거슬러 올라갑니다.
19세기 후반 천체의 스펙트럼 관측에 의해 학자들은
태양 흑점의 활동, 항성의 대기와
내부 구조 그리고 항성의 에너지원에 관심을 갖기 시작합니다.
20세기에 접어들어 이런 문제를 설명하기 위해
당대 급격한 발전을 시작한 원자물리학, 원자핵물리학,
통계역학 등의 물리학은 천체에 응용하여 큰 성과를 보이기 시작합니다.
물리법칙을 통해 연구하는 이론 천문학을
위치 천문학, 관측 천문학과 구별하여 천체물리학이라고 부르기 시작했습니다.
천문학과 천체물리학을 구분하지 못하는 사람들이 많습니다.
예를 들어 달이 한 달에 한 번 지구의 둘레를
공전하는 자연 현상을 탐구하는 학문은 천문학입니다.
천체물리학은 하늘을 관찰하는 것에서 더 나아가
천문 현상에 물리학적 지식을 활용하여
보이는 현상에 담긴 원리를 연구하는 학문입니다.
천문 현상에 왜 그리고 어떻게라는 의문을 던지면서
발전해 나가는 학문으로 이해하면 됩니다.
천문학은 천체의 위치 운동을 주로 다루는
위치 천문학 그리고 관측과 이론의 양쪽을 모두 다루는 천체물리학이 있습니다.
천체물리학은 천체측광학, 천체분광학, 항성 내부 구조,
항성 대기, 항성 진화 등을 다루고 있습니다.
천체물리학은 위치천문학에 비교하면
역사라 짧은 새로운 학문이라고 할 수 있습니다.
천체물리학의 첫 시작은 1814년 j.프라운호퍼의 태양 스펙트럼 관측입니다.
사진 기술이 천문학에 도입되면서 스펙트럼 가운데
어두운 부분은 특정 원자나 분자로 인해
흡수된다는 사실이 밝혀지며 천체분광학이 발달했습니다.
천체물리학에 대해 물리학을 천문학에 응용한다고 단순히 생각할 수 있습니다.
하지만 반대로 우주와 천체의 현상을 연구하는 과정에서
새로운 물리학이 탄생한 케이스도 있습니다.
태양의 흑점, 지구의 오로라 현상을 연구하는 과정에서 플라즈마 물리학이 탄생했습니다.
항성의 에너지원을 규명하는 연구를 통해 핵융합 물리학이 발전했습니다.
천체물리학은 지금도 꾸준히 발전을 거듭하고 있습니다.
항성의 내부 구조를 밝히려는 연구가 활발히 진행되면서 별의 일생에 대해 밝혀졌습니다.
이 또한 천체물리학의 주요한 업적입니다.
천체에는 탈출 속도라는 개념이 있는데
이는 천체의 중력을 이기도 빠져나갈 수 있는 속도를 의미합니다.
탈출 속도는 중력과 관계되어 있습니다.
무거운 천체일수록 탈출 속도가 커지고,
탈출 속도가 커지다 보면 광속과 같아지거나 그 이상이 될 수도 있습니다.
탈출 속도가 광속 이상이 되면 빛이
빠져나올 수 없는 상황이 되는데 이를 블랙홀이라고 예측했습니다.
천체물리학은 여전히 다양한 연구를 지속하고 있습니다.