별과 우주 06 / 06

오늘의 수업

우주 팽창

별과 우주 · 06차시
외부 은하 · 풍선 모형 · 팽창의 중심 · 우주의 나이

승재쌤 과학

별과 우주 06 / 06

오늘의 키워드

외부 은하

외부 은하의 모양과 거리 변화

풍선 모형

풍선으로 나타낸 우주 팽창

팽창의 중심

기준 은하를 바꾸어 보기

우주의 나이와 모형의 한계

과거의 우주와 풍선 모형의 한계

우주 팽창

별과 우주 · 06차시 / 도입

은하와 우주

4차시에는 우리은하의 구조를 배웠다.

망원경으로 보면 우주에는 수많은 은하가 있다.

오늘은 은하 사이의 거리가 어떻게 변하는지 살펴본다.

망원경으로 본 하늘의 여러 은하(모식도)

별과 우주 · 06차시 / 개념

외부 은하의 정의와 모양

정의: 우리은하1 밖에 있는 다른 은하

모양: 나선 모양, 타원 모양, 불규칙한 모양 등 여러 가지가 있다.

여러 가지 모양의 외부 은하(모식도)

별과 우주 · 06차시 / 개념

외부 은하 사이의 거리 변화

관측: 외부 은하들은 대체로 서로 멀어진다2.

해석: 이 관측 결과는 우주 팽창3을 뒷받침한다.

[강의 보충] 가까이 있는 은하 가운데에는 중력으로 묶여 서로 멀어지지 않는 것도 있다.

별과 우주 · 06차시 / 탐구

풍선 모형과 실제 우주

풍선 모형에서 우주는 풍선의 표면4에 해당한다.

풍선에 붙인 붙임딱지는 은하5에 해당한다.

풍선이 부푸는 것은 우주의 공간6이 팽창하는 것에 해당한다.

별과 우주 · 06차시 / 탐구

풍선을 불기 전과 분 뒤

거리: 모든 붙임딱지 사이의 거리가 늘어난다7.

크기: 붙임딱지의 크기는 그대로8이다.

풍선을 불기 전과 분 뒤의 붙임딱지 A, B, C

별과 우주 · 06차시 / 확인 문제

학습지 문항 1

풍선을 불 때 붙임딱지 사이의 거리가 늘어나는 까닭을, 붙임딱지가 풍선 위를 스스로 움직이는지와 함께 설명하시오.

답: 붙임딱지는 풍선 표면 위를 스스로 움직이지 않는다.

붙임딱지가 붙어 있는 풍선의 표면 자체가 늘어나기 때문에 붙임딱지 사이의 거리가 늘어난다.

풍선을 불기 전과 분 뒤의 붙임딱지 A, B, C

별과 우주 · 06차시 / 탐구

기준 은하를 바꾸어 볼 때

기준: 어느 은하9를 기준으로 해도 다른 은하들이 멀어져 보인다.

중심: 팽창의 특별한 중심을 우리은하10로 정할 수 없다.

방향: 우주는 특별한 중심 없이 모든 방향11으로 팽창한다.

별과 우주 · 06차시 / 확인 문제

학습지 문항 2

B를 기준으로 할 때 다른 은하들이 어떻게 보이는지 쓰고, A를 기준으로 할 때와 비교하시오.

답: A, C, D가 모두 B에서 멀어져 보인다.

A를 기준으로 할 때와 마찬가지로 다른 은하들이 모두 멀어져 보이므로, 팽창에는 특별한 중심이 없다.

A를 기준으로 볼 때와 B를 기준으로 볼 때

별과 우주 · 06차시 / 개념

우주의 나이

나이: 우주는 약 138억 년12 전에 탄생한 뒤 팽창해 왔다.

과거: 과거에는 은하 사이의 거리가 지금보다 가까웠다13.

별과 우주 · 06차시 / 개념

풍선 모형의 한계

한계 1: 풍선 표면은 실제 3차원14 공간을 단순화한 것이다.

한계 2: 풍선 내부15의 중심은 실제 우주의 중심을 뜻하지 않는다.

한계 3: 모형만으로 실제 우주의 모양16과 크기를 정할 수 없다.

별과 우주 · 06차시 / 확인 문제

학습지 문항 3

풍선 모형에서 우주에 해당하는 부분을 쓰고, 그 부분 위에 팽창의 특별한 중심이 있는지 설명하시오.

답: 우주에 해당하는 부분은 풍선의 표면이다.

표면 위에서는 어느 붙임딱지를 기준으로 해도 다른 붙임딱지들이 멀어지므로, 표면 위에 팽창의 특별한 중심은 없다.

별과 우주 · 06차시 / 정리

별의 자료 해석 정리

연주시차가 큰 별일수록 지구에서 가깝다.

절대 등급은 별을 10 pc의 거리에 놓았다고 가정할 때의 밝기를 등급으로 나타낸 것이다.

별의 색이 청색에서 적색으로 갈수록 표면 온도가 낮다.

별과 우주 · 06차시 / 정리

은하와 우주 정리

태양계가 속한 은하는 우리은하이고, 우리은하를 위에서 보면 막대 나선 모양이다.

성운은 별 사이의 물질이 구름처럼 모여 있는 천체이고, 성단은 많은 별들이 한 무리를 이루고 있는 천체이다.

외부 은하들은 대체로 서로 멀어지고, 이 관측 결과는 우주 팽창을 뒷받침한다.