우주에 대한 연구, 광학 망원경, 전자기 스펙트럼, 우주 거리 측정, SETI

 

광학 망원경(굴절식 망원경과 반사식 망원경)

 

 광학 망원경은 인간의 눈이 빛을 모으는 데 한계가 있고 배율도 고정되어 있는 한계를 극복하여 먼 곳까지 관측하게 도와준다. 광학 망원경은 사람의 홍채보다 아주 커다란 조리개를 가지고 있어서 먼 천체로부터 오는 빛을 훨씬 더 많이 모을 수 있어 더욱 높은 해상도와 밝기를 갖는다. 광학 망원경은 크데 굴절식과 반사식 두 가지 종류로 나눌 수 있다.

 

굴절식 망원경은 초기의 망원경 디자인으로, 보통 두 개의 렌즈로 구성된다. 두 렌즈는 망원경 본체의 양 끝에 위치하여 해상도와 확대율의 필요에 따라 위치를 조정할 수 있게 되어 있다. 굴절 망원경은 앞의 렌즈를 통과하는 빛이 굴절되어 대안렌즈로 초점이 맞춰지면 상을 관찰할 수 있는 원리로 작동된다.

 

반사식 망원경은 커다란 오목거울의 도움을 받아 상을 만들어낸다. 주경이라 불리는 커다란 오목 거울로 빛을 모아 사경이라 불리우는 두 번째 거울에서 상을 맺은 후 대안렌즈로 관측하는 원리로 작동된다. 반사 망원경은 1670년 최초로 고안했던 영국의 천문학자 아이작 뉴턴의 이름을 따서 뉴턴식 망원경이라고도 불린다.

광학 망원경

 

 

전자기 스펙트럼(비광학 망원경과 천체망원경)

 

전자기 스펙트럼 중에 가시광선은 아주 작은 부분만을 차지한다. 그렇지만 이 가시광선을 사용하여 스펙트럼을 관찰할 수 있는 망원경의 등장은 우주에 대한 이해를 한 단계 진보시킬 수 있는 계기가 되었다 비광학 망원경은 우리가 감지할 수 있는 좁은 가시광선 영역 밖을 관측할 수 있게 해준다. 천문학자들은 전자기 스펙트럼의 다른 부분을 관측하기 위하여 다른 범위의 망원경을 사용한다. 예를 들어, 태양을 직접적으로 관측한다거나 또는 멀리 떨어져 있는 별이 방출하는 전파신호를 관측한다거나, X선이나 감마선 망원경을 이용하여 멀리 있는 블랙홀의 이미지를 구성 할 수 있다.

 

천체망원경은 천문학자들이 우주를 관측할 때 사용하는 망원경이다. 천체망원경은 특정 대역 혹은 여러 대역의 전자기 스펙트럼에 맞춰져 있다. 대부분의 망원경은 지상에 설치되어 있으나, 갈수록 점점 더 많은 망원경을 우주 공간으로 쏘아 올리는 추세이다. 우주망원경들은 지구 궤도를 돌면서 우주를 관측한다.

 

우주에서의 거리 측정(삼각비, 세페이드 변광성, 허블우주망원경)

 

천문학자들이 우주에서 거리를 측정하는 초기 방법들 중 하나는 삼각비를 이용하는 것이었다. 여기서 간단한 삼각함수를 이용하면 주변 별들까지의 거리의 값을 구할 수 있다. 지구의 여러 지점에서 천체를 관측하다 보면 주변 별들이 밤하늘의 배경 뒤로 이동하는 듯한 광경이 벌어진다. 이런 별들의 움직임을 시차 이동이라부르며 삼각함수를 통해 거리를 측정하였다.

 

천문학자들은 별들의 실제 밝기를 나타내는 절대등급과 지구에서 관측되는 밝기를 의미하는 겉보기등급을 비교하여 먼 거리에 있는 별들까지의 거리를 측정한다. 세페이드 변광성들은 매우 밝은 천체로 인간의 심장처럼 팽창과 수축을 되풀이하면서 밝아졌다가 어두워졌다 하는 항성으로 절대등급에 해당한다. 세페이드 변광성을 이용하는 거리 측정 방법은 먼 은하까지의 거리에도 통용되는 방법이다.1990년 4월 25일에 발사된 천문학자 에드윈 허블의 이름을 딴 허블망원경은 인간의 눈으로 보지 못했던 새로운 우주를 열어주었다. 허블망원경은 기존의 지구에서 가장 성능이 뛰어난 천체망원경보다도 7배나 먼 거리의 천체를 관측하게 해주었다. 허블우주망원경은 지름 2.4m의 주경 외에도 가시광선과 적외선, 자외선 모두를 촬영할 수 있는 카메라를 갖추었다. 이 카메라로 촬영된 영상은 전하결합소자에 저장되었다가 추가분석 작업을 위해 지구로 전송된다.

 

SETI(Search for Extra Terrestrial Intelligence)

 

 SETI는 외계 지적생명체를 찾기 위한 일련의 활동을 통칭하는 말로, 우리은하 내의 다른 지적 생명체의 존재를 찾기 위해 분주한 과학자 집단을 통칭하는 이름이다. 이들은 전파 망원경을 사용하여 우주로부터의 신호를 모으고 외계 생명으로부터의 신호 여부를 분석하는 일을 한다. 현재까지는 1970년대에 감지된 통신 신호를 제외하고는 외계의 어떤 행성으로부터 지적생명체의 신호를 감지할 수 없었다. 외계 생명의 존재 여부는여전히 논쟁의 대상이다.