관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 2/23 고대의 천문 관측과 기록 하늘과 천체에 대한 관심, 경외와 모방은 모든 고대 문명에서 공통적인 현상 고대 세계에서 천체 관측의 필요성 생산 활동 체제 유지 사냥을 위한 방향 감각 유지 -농경을 위한 계절 변화 감지 주요 천

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1 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 1/23 생활 속의 우주의 천문학 관측과 이해의 역사 지구와 그 위성들... 이 장에서는 고대의 천문 관측과 기록 2. 관측 사실의 해석: 천계의 운동 3. 또다른 해석: 지동설의 성립과 발전 4. 중력(만유인력) 천체들 사이의 힘 5. 빛의 성질과 광학 망원경 6. 전자기파에 대한 이해와 전파 망원경 7. 우주 망원경과 관측 기술의 미래

2 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 2/23 고대의 천문 관측과 기록 하늘과 천체에 대한 관심, 경외와 모방은 모든 고대 문명에서 공통적인 현상 고대 세계에서 천체 관측의 필요성 생산 활동 체제 유지 사냥을 위한 방향 감각 유지 -농경을 위한 계절 변화 감지 주요 천체에 지배층의 권위와 지속적인 지배의 당위성 부여 -이상 현상의 예측과 지배층에 유리한 해석 사후 세계 지적 호기심 천체가 가진 신성과 알고 있는 범위 위력을 통해 죽음에의 내에서 완전한 공포 극복 우주관을 구축 스톤헨지 (stonehenge)

3 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 3/23 고대의 천문 관측과 기록 인류는 최초의 도구를 사용하 고대 문명의 지배 계층은 천문학적 관심사에 대한 투자를 아끼지 않았다. 이집트 피라미드와 오시리스 신 게 된 구석기 시대부터 천문 현상 에 관심을 가짐. 마야 피라미드 아프리카 - 여신(?)과 오리온 자리 (최초의 별 무늬 유적; 35,000 년 전) 잉글랜드 스톤헨지

4 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 4/23 천문 관측 모습: 각각 당시의 시대상을 반영. 고대 이집트 (상상화) 중세 유럽

5 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 5/23 중세 아시아

6 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 6/23 고대의 천문 관측과 기록 주요 관측 내용과 천문학적 의미 주요 관측 내용 천체의 일주 별자리 천문학적 의미 주요 관측 내용 - 행성 항성의 개념 - 천구 및 방향의 인식 행성 (혹성) - 천동설적 세계관 형성 - 일반적인 별 = 항성의 개념 - 별의 다양성 인식(밝기와 색깔) 유성, 혜성 (객성) - 거리와 궤도 속도의 차이 인식 신성과 초신성 - 역법(태양력과 태음력)에의 착안 - 태양과 달의 특수성 인식 일식과 월식 성단, 성운, - 태양과 달에 대한 거리 감각 은하수 등 - 지구의 형태 유추 - 천체 궤도의 인식(천동설적) - 궤도 속도의 차이 인식 - 천체 궤도의 인식(천동설적) 태양과 달의 이동 천문학적 의미 - 비주기적인 천체의 출몰 - 천계의 항상성에 대한 의문 - 천계의 비주기적 사건 - 천계의 항상성에 대한 의문 - 천체의 동질성에 대한 의문(?)

7 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 7/23 고대의 천문 관측과 기록 천체의 일주 북극성 근처: 남쪽 하늘: 북극에서 본 일주: 별자리들을 지나는 태양과 행성의 궤도 남쪽 하늘 일: 황도와 계절(24 절기): 동양의 황도 별자리 - 1년 동안 초저녁 같은 시각 남쪽 하늘에 보이는 별자리들 - 오늘날 동양의 절기(계절 정의; 24 절기)의 기준 - 1년 동안 자정에 태양이 위치한 별자리들 서양의 황도 별자리 (동양과 방향은 같지만 시작점이 다름) - 오늘날 월(month; 12 개월)의 기준 동서양의 황도, 백도, 적도 등 천구 구조는 대체로 일치: 보편적 관측기술과 사고방식 행성의 운동(순행과 역행):

8 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 8/23 고대의 천문 관측과 기록 일식과 월식 일식과 월식의 원리: 세 천체(지구, 태양, 달)의 관계 파악 달과 태양의 상대적 크기와 거리 인지 기원전 2 세기, 그리스 16 세기, 유럽

9 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 9/23 관측 사실의 해석: 천계의 운동 고대인들은 관측 사실로부터 천계의 구조를 유추 지구 중심적 사고: 기술적 한계 내에서 자연스러운 발상 동서양에 걸친 대부분 고대 문명에서 주류 모델로 채택 이후 (심지어 오늘날까지 남아있는...) 천동설(geocentrism; 지구 중심설) 체계의 모태 태양 중심적 사고: 일부 고대 문명은 태양을 중심에 둔 우주관 착안 근대 과학 혁명기의 지동설 (heliocentrism; 태양 중심설) 체계로의 직계 여부는 불확실 기원전 40 세기, 수메르 빛나는 태양을 중심에 둔 여러 행성들을 표현한 점토판

10 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 10/23 관측 사실의 해석: 천계의 운동 지구 중심 모델에 의한 외행성의 궤도 설명: 프톨레마이오스의 주전원 중세를 거치며 지구 중심 철학 + 기독교 신학적 요소들의 결합으로 더욱 공고화: 지리적 발견의 시대에도 건재. 지구 중심설은 고대 그리스의 플라톤, 아리스토텔레스, 그리고 프톨레마이오스 등에 의해 완성.

11 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 11/23 지동설의 성립과 발전 지구를 포함한 행성들이 태양을 공전하는 우주 모델은 고대 그리스, 이슬람, 인도 등지의 많은 학자들이 독자적으로 제기 코페르니쿠스(Nicolaus Copernicus, )의 평생 취미 생활( )과 이에 따른 혁명적 결과 고대 그리스와 이슬람 등 비기독교 천문학자들의 연구 결과 수집 관측 자료 분석과 수치 계산을 통해 태양 중심 모델을 완성 De revolutionibus orbium coelestium (On the Revolutions of the Celestial Spheres): 행성 운동의 중심은 태양 - 시대적 제약으로 사후에 발표 갈릴레이, 케플러, 뉴튼 등의 연구에 참고 근대 천문학의 시작 & 과학 혁명의 신호탄

12 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 12/23 코페르니쿠스적 전환 Copernican R evolution Kop ernik anische Wendung

13 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 13/23 지동설의 성립과 발전 갈릴레이(Galileo Galilei, )의 후속 연구 태양 중심설의 발표에도 불구, 대다수 천문학자들은 소극적으로 반응 (Why? 종교계의 탄압, 지구 중심설로는 설명이 안되는 결정적 관측 증거의 부재) 정치적 후원자 확보(메디치 가문) 및 관측 기술의 획기적 개선 갈릴레이 망원경: 천체 관측에 최초로 이용된 망원경 Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo (Dialogue Concerning the Two Chief World Systems): 망원경으로 금성의 위상 변화 확인 하나의 행성인 금성이 태양을 공전함을 증명 흔들리는 지구 중심설: 거세지는 탄압 브루노(Giordano Bruno, )에 대한 종교 재판과 처형, 그리고 천문학계의 혼란 브라헤(Tycho Brahe, )의 지구-태양 중심설(geo-heliocentrism).

14 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 14/23 중력(만유인력)의 발견 케플러(Johannes Kepler, )의 행성 궤도 법칙 스승 브라헤의 관측 기록을 분석해 세 개의 경험 법칙(관측 법칙) 도출 1. 타원 궤도 (태양은 하나의 초점에 위치) 2. 면적 속도 일정: 같은 시간에 같은 면적 3. 공전 주기2 = 궤도 장반경3 케플러의 법칙은 이후 뉴튼의 만유인력 법칙 확립에 밑바탕 태양 중심설 승리 & 새로운 시대적 의문: 행성들은 왜? 내팽겨쳐지지 않고 태양을 돌 수 있는가?

15 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 15/23 중력(만유인력)의 발견 천재 뉴턴(Issac Newton, ) 사과나무 아래에서 얻은 깨달음 사과가 떨어진다.. 지구가 당겼다. 지구와 사과의 차이는.. 질량 뿐! 그렇다면.. 사과도 지구를 당겼다? 질량을 가진 모든 천체들은 서로 당기는 성질이 있다: 만유인력 Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Mathematical Principles of Natural Philosophy): 두 천체 사이에는 각 질량의 곱에 비례하고 거리의 제곱에 반비례하는 인력이 작용하며, 그 크기는 서로 같고 방향은 반대다.

16 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 16/23 니콜라스 코페르니쿠스

17 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 17/23 지오르다노 브루노 갈릴레오 갈릴레이

18 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 18/23 티코 브라헤 요하네스 케플러

19 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 19/23 아이작 뉴튼

20 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 20/23 관측 도구와 기술의 발전 뉴튼식 (반사) 갈릴레이식 (굴절) 카세그레인식 (반사)

21 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 21/23 관측 도구와 기술의 발전 전파 망원경 (Radio Telescope) 레이더 기술과 함께 등장 (20 세기 중반) 광학 망원경(Optical Telescope)으로 볼 수 없는 파장의 빛을 시각적 데이터화

22 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 22/23 관측 도구와 기술의 발전 (참고: 전자기파 빛의 종류)

23 관측과 이해의 역사 * 제 2 장 * 23/23 관측 도구와 기술의 미래 European Extreme Large Telescope Hubble Space Telescope James Webb Space Telescope Radio Telescope Array <망원경/관측위성 참고 링크> Moon Telescope

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