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대단하고 유쾌한 과학 이야기( 브뤼

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갈릴레이와 브루노 갈릴레오 갈릴레이는 이론의 여지 없이 근대과학의 아버지로 꼽힌다. 갈릴레이는 갈릴레이는 열아홉살이던 1584년 피사 대성당의 샹들리에가 흔들리는 운동을 자신의 맥박수를 이용하여 측정하면서, 진자의 등시성을 발견한다. 갈릴레이는 관찰과 실험을 반복 하면서 단진자의 진동 주기는 진자를 매단 끈의 길이에만 영향을 받는 사실을 발견했는데 이것이 바로 '진자의 주기에 관한 법칙'이다. 갈릴레이는 누군가의 추천으로 피사 대학의 수학 교수로 임명 되었다. 갈릴레이는 아리스토텔레스가 내놓은 한가지 이론에 의문을 품었는데 그것은 바로 물체는 무거울수록 당연히 더 빨리 떨어진다는 이론이다. 납으로 된 공과 코르크로 만든 공을 같은 높이에서 떨어뜨린다면 어떤 일이 일어날까? 생각해 볼수 있는 유일한 답은 두 공이 어떤 경우..
아리스터텔레스, 아르키메데스 고전역학이 고전이라고 규정된 것은 상대성 이론이 나온 뒤의 일이다. 역학이란 기계의 작동을 연구하는 학문은 아니다. 초기 역학은 물체 운동을 이해하는 일만큼 운동을 변환하는 기계를 만드는 일에도 관심이 많았지만. 고전역학은 '뉴턴역학'이라고 부른다. 아리스토텔레스는 자연운동과 인위적 운동 혹은 자연스러운 운동과 부자연스러운 운동으로 구분했다. 자연스런 운동이란 어떤 물체가 그것이 본디 속해던 자연환경으로 향하는 운동이다. 아리스토텔레스는 물질이 공기, 흙, 물, 불이라는 네가지 기본원소로 이루어져 있으며, 비물질인 것은 에테르로 이루어져 있다고 보았다. 돌멩이는 흙으로, 불꽃은 공기라는 환경으로 돌아가는 운동을 한다는 것이다. 부자연스러운 운동이란 말 그대로 자연스럽지 않은 운동을 말한다. 돌멩이를 던지..
태양계의 규모 태양으로부터 30-55AU떨어진 곳에 위치한 일련의 천체들을 에지워스-카이퍼대 내지는 카이퍼대라고 부르기로 되어 있다. 태양계에 포함되어 있는 이 띠 모양은 소행성대와 비슷하지만, 그보다 크기는 20배 크고 질량은 20- 200배 더 크다. 3개의 왜소행성, 즉 명왕성과 마케마케, 하우메아가 카이퍼대에 위치한다. 소행성들이 주로 암석인 반면, 카이퍼대의 천체들은 주로 얼음으로 되어 있다. 얼음, 즉 물이나 암모니아, 메탄으로 된 얼음이다. 카이퍼대에는 그같은 천체들이 100킬로미터가 넘는 폭에 걸쳐 7만개 이상 있는데 태양계 혜성들의 저장고 중 한 곳이 바로 카이퍼대인 것으로 보인다. 카이퍼대 너머, 그러니까 카이퍼대보다 1000배 더 먼 곳에는 아마도 오르트 구름이 자리해 있을 것으로 생각된다. 태양계..
토성, 천왕성, 해왕성 토성은 고리 때문에 한눈에 알아볼 수 있는 천체로 태양계에서 두 번째로 큰 행성이다. 질량의 지구의 95배인데 부피는 지구의 900배에 달한다. 토성의 고리를 처음 발견한 사람은 갈릴레이인데 1610년이다. 토성의 고리는 폭은 넓어도 두께는 아주 얇다. 토성은 자전 속도가 빨라서 폭이 길이보다 10% 더 크다. 양극을 세로축으로 잡았을 때 위아래로 납작하게 눌린 모양이라는 뜻이다. 토성 표면에는 시속 1800킬로미터에 이르는 바람이 분다. 토성의 북극은 두 가지 점에서 주목을 받고 있다. 첫째는 극 소용돌이라고 불리는 지속적인 폭풍이 발생하고 있다는 것이다. 토성 극소용돌이는 뜨거운 성질을 가지고 잇다. 두 번째는 토성의 북극에 육각형 형태의 회전하는 추상적 구조물이 존재하는 것처럼 보인다는 점이다. 토..
건너뛴 행성, 목성 1801년 시칠리아의 팔레르모 천문대장 주세페 피아치가 항성을 관측하기 위해서 하늘을 살펴보고 있었는데 여타 항성들과 다르게 운행하는 천체를 발견한 것이다. 피아치는 그 천체를 세레스ceres라고 명명했다. 로마신화에서 그리스 신화의 데메테르에 해당하는 농업의 여신이자 시칠리아의 수호여신이기도 한 케레스의 이름을 딴 것이다. 카를 프리드리히 가우스는 이 문제에 수학적인 관점으로 접근할 수 있다고 생각했다. 세레스는 건너뛴 행성으로 간주되면서 천문학 교과서에 입성했다. 하인리히 올베르스는 세레스를 다시 관측하려고 했다. 그 순간 다른 천체가 그 앞을 지나갔다. 새로운 행성이 발견된 것이다. 1779년 팔라스가 발견된 적이 있다. 당시 팔라스를 관측한 사람은 혜성 사냥꾼으로 알려진 프랑스 천문학자 샤를 메시..
지구와 화성 지구에서 가장 중요한 것은 ‘우리’다. 인류로서의 우리 말고 생명로서의 '우리' 말이다. 인류는 물론이고 포유류를 비롯한 모든 동물, 식물, 박테리아, 버서, 지렁이.... 그리고 모기까지도. 누구에게나 짜증을 유발하는 이 모기라는 곤충이 지구에 인류가 존재한 이래 거의 단독으로 인간 사망률의 절반을 책밍지고 있지만 생명체로서의 우리에는 서슴없이 포함시킬 수 있다. 지구상 생명체는 주로 유기화합물을 기반으로 하며, 유기화합물은 다시 질소, 산소, 수소, 탄소를 기반으로 이루어져 있다. 지구에 생명체가 출현하게 해준 여러 화학반응이 일어나는 데는 너무 강하지도 약하지도 않은 열원熱源이 필요했다. 그리고 또 생명체가 출현하기에 좋은 환경, 즉 물이 필요했다. 생명체의 출현은 말하자면 골디락스가 수많은 장소들..
태양계, 수성, 금성 우주에는 다량의 수소가 존재하며 항성이 폭발하고 남은 잔해에 행당하는 그 밖의 다른 무거운 원소들도 같이 존재한다. 이들 모두는 파편과 기체, 먼지로 이루어진 구름같은 모습으로 우주를 표류하는데 그 구름이 충분히 커지고 밀도도 높아지면, 수소분자가 만들어진다. 그런 구름을 분자운이라고 한다. 약 45억년 우리 은하에는 분자운 하나가 평화롭게 표류하고 있었다. 그 분자운 크기가 7000AU에서 2만AU 정도였고, 1AU는 태양과 지구와의 평균 거리(1억4천 900만 킬로미터)에 해당한다. 이 분자운이 우리 태양계의 출발점이다. 문제의 분자운은 충분히 크고 조밀해서 자체중력에 의해 서서히 붕괴하기 시작했다. 분자운은 자전을 계속하는 가운데 질량을 중심부로 모으면서 마침내 '강착원반'(레코판처럼 생긴 원반)이..
태양 태양계를 영어로는 솔라 시스템solar system이라고 한다. 여기서 시스템은 계系를 뜻하는 명사로 공통된 방식으로 작동하는 가운데 서로 관계를 맺고 있다고 간주되는 요소들의 집합을 가리킨다. 태양계는 태양과 태양의 중력에 영향력을 받는 모든 물체들의 집합을 가리킨다. 여기서 말하는 물체들에는 행성, 행성의 위성, 소행성, 혜성, 이 천체들 사이에서 거의 곳곳에 존재하는 각종 기체, 먼지, 파편 등이 포함된다. 고대 철학자들은 천공에 떠 있는 수 많은 별들이 움직임을 보인다는 사실을 깨달았다. 단 시간을 기준으로 했을 때는 움직이지 않는 것처럼 보이지만, 밤이 되면 해가 뜨는 동쪽에서 해가 지는 서쪽으로 일정거리를 이동했기 때문이다. 그러나 몇몇 빛은 그 같은 운행을 하지 않았다. 태양, 달 그리고 다..

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