별과 우주 문항실

6차시 · 우주 팽창 · 교사용

교사용 정답·선지별 근거·서술형 채점 기준

방향키 해설 강의
L6Q1 · 하 · 4점

풍선에 작은 붙임딱지 A·B·C를 붙이고 부풀렸다. 모형과 우주의 대응 관계로 알맞은 것은?

붙임딱지의 크기는 그대로 두고 풍선 표면의 점 사이 간격을 늘린다.

풍선에서 무엇이 우주일까풍선 표면과 붙임딱지의 역할을 생각하기ABC풍선 내부
  1. ① 풍선 속 공기가 우주의 모든 은하를 뜻한다.
  2. ② 풍선 표면은 팽창하는 공간을 단순화하고 붙임딱지는 은하를 나타낸다.
  3. ③ 붙임딱지의 지름이 커져야만 우주가 팽창한 것이다.
  4. ④ 풍선 내부의 중심점이 실제 우주의 중심이다.
풍선 표면은 팽창하는 공간을 단순화하고 붙임딱지는 은하를 나타낸다.
① × · 풍선의 내부 공기는 이 모형에서 은하에 대응하지 않는다.
② ○ · 늘어나는 표면은 공간, 크기를 유지한 딱지는 은하를 나타낸다.
③ × · 우주 팽창을 은하 자체의 크기 증가로 표현하지 않는다.
④ × · 풍선 내부의 중심은 표면 위 관찰자가 찾는 우주 중심에 대응하지 않는다.

출제 의도: 풍선 표면·붙임딱지의 대응과 모형의 한계를 구분한다.

유형 검토: 엔픽 PDF 43쪽: 풍선 실험 대응 관계형 / 오투 PDF 25쪽: 풍선 표면·은하 모형 판별형 · 문항·그림 새로 구성

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L6Q2 · 중 · 5점

같은 시간 동안 두 은하 쌍의 거리가 표처럼 변했다. 자료를 가장 정확히 해석한 것은?

P쌍: 4 → 6, Q쌍: 12 → 18(수업용 임의 단위). 두 쌍은 넓은 규모에서 서로 멀어지는 은하 쌍이다.

증가량과 배율P: 4→6 / Q: 12→18은하 쌍처음나중P46Q1218
  1. ① P쌍의 증가량 2가 Q쌍의 증가량 6보다 크다.
  2. ② P쌍만 팽창했고 Q쌍은 팽창하지 않았다.
  3. ③ Q쌍은 세 배, P쌍은 두 배가 되었다.
  4. ④ 두 쌍의 거리는 모두 1.5배가 되었고, 원래 먼 Q쌍의 증가량이 더 크다.
  5. ⑤ 거리 표만으로 Q 은하 자체의 크기가 더 커졌음을 알 수 있다.
두 쌍의 거리는 모두 1.5배가 되었고, 원래 먼 Q쌍의 증가량이 더 크다.
① × · 2는 6보다 작다.
② × · Q쌍도 12에서 18로 거리가 늘었다.
③ × · 두 쌍 모두 1.5배가 되었다.
④ ○ · P와 Q의 배율은 같지만 증가량은 Q가 더 크다.
⑤ × · 은하 사이 거리표만으로 은하 자체의 크기를 판정할 수 없다.

출제 의도: 같은 팽창 배율과 서로 다른 거리 증가량을 구별한다.

유형 검토: 엔픽 PDF 43쪽: 팽창 전후 거리표 해석형 / 오투 PDF 25쪽: 풍선 점 간 거리 실험 표형 · 문항·그림 새로 구성

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L6Q3 · 중 · 5점

넓은 규모에서 A·B·C의 위치 간격이 같은 배율로 늘었다. 나중의 A-C 사이 거리는?

처음: A-B=4, B-C=6. 나중: A-B=6. 단위는 모두 같고 A, B, C는 일직선상에 차례로 있다.

같은 배율의 세 은하처음 AB=4·BC=6 / 나중 AB=6처음ABC46나중ABC6?
  1. ① 9
  2. ② 10
  3. ③ 12
  4. ④ 15
  5. ⑤ 18
15
① × · 9는 나중 B-C만의 거리이다.
② × · 처음 A-C=4+6=10이다.
③ × · 12는 자료의 1.5배 증가와 일치하지 않는다.
④ ○ · 나중 A-B 6과 B-C 9를 더하면 15이다.
⑤ × · 18은 같은 배율로 늘어난 나중의 A-C가 아니다.

출제 의도: 같은 배율로 늘어난 은하 사이 거리를 이용해 전체 간격을 구한다.

유형 검토: 엔픽 PDF 44쪽: 팽창 전후 세 점 거리표 추론형 / 오투 PDF 29쪽: 은하 사이 거리 자료 계산형 · 문항·그림 새로 구성

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L6Q4 · 상 · 6점

팽창 전후의 은하 사이 거리표를 읽고 관찰 기준을 A에서 C로 바꾸었다. 가장 알맞은 결론은?

A-B: 5→7.5, B-C: 5→7.5, A-C: 10→15. 세 쌍 모두 넓은 규모의 모형 거리이다.

관찰 기준을 바꾸면A·B·C 모든 쌍의 거리가 늘어남은하 쌍처음나중A-B57.5B-C57.5A-C1015ABC
  1. ① A를 기준으로 볼 때만 다른 은하가 멀어진다.
  2. ② C를 기준으로 바꾸면 A와 B는 모두 가까워진다.
  3. ③ 기준 은하를 바꿔도 다른 은하와의 거리는 늘어나므로 A를 특별한 중심으로 정할 수 없다.
  4. ④ B가 표의 가운데 있으므로 실제 우주의 중심이다.
  5. ⑤ C를 기준으로 하면 A까지의 거리만 늘고 B까지의 거리는 일정하다.
기준 은하를 바꿔도 다른 은하와의 거리는 늘어나므로 A를 특별한 중심으로 정할 수 없다.
① × · C를 기준으로도 다른 은하와의 거리가 늘어난다.
② × · C-A와 C-B의 거리는 각각 10→15, 5→7.5로 늘었다.
③ ○ · 기준 은하를 바꾸어도 거리 증가가 유지되므로 특별한 중심을 정할 수 없다.
④ × · 표나 그림의 한가운데는 실제 우주의 중심을 뜻하지 않는다.
⑤ × · C-B 거리도 5에서 7.5로 늘었으므로 일정하다는 설명은 표와 다르다.

출제 의도: 기준 은하 변경에도 거리 증가가 유지됨을 근거로 특별한 중심이 없음을 설명한다.

유형 검토: 엔픽 PDF 44쪽: 기준점과 은하 사이 거리 추론형 / 오투 PDF 25쪽: 풍선 표면 관찰 기준 변경형 · 문항·그림 새로 구성

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L6Q5 · 중 · 5점

공간이 1.5배로 늘어나는 모형의 전후 그림으로 알맞은 해석은?

두 원은 은하, 두 원 사이의 선은 은하 사이의 공간을 나타낸다. 같은 원을 전후에 비교한다.

멀어지되 커지지 않는 점두 시점의 원 크기와 중심 간격 비교처음거리 4나중거리 6
  1. ① 은하의 지름과 은하 사이 간격이 모두 1.5배가 된다.
  2. ② 은하의 지름은 그대로 두고 은하 사이 간격만 늘린다.
  3. ③ 두 은하가 하나로 합쳐져야 팽창 모형이다.
  4. ④ 은하 사이 거리는 처음보다 두 배가 된다.
은하의 지름은 그대로 두고 은하 사이 간격만 늘린다.
① × · 은하 자체의 지름은 이 모형에서 늘리지 않는다.
② ○ · 은하 크기를 유지하면서 은하 사이 공간을 늘린다.
③ × · 그림의 두 은하는 합쳐지지 않는다.
④ × · 그림의 거리는 4에서 6이므로 두 배가 아니라 1.5배이다.

출제 의도: 우주 팽창 모형에서 은하 간 거리와 은하 자체 크기를 분리한다.

유형 검토: 엔픽 PDF 43~44쪽: 풍선 전후 모형 판별형 / 오투 PDF 29쪽: 팽창 전후 그림 해석형 · 문항·그림 새로 구성

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L6Q6 · 상 · 6점

표를 보고 우주 팽창에 대한 설명으로 가장 알맞은 것은?

A-B는 가까이에서 중력으로 묶인 은하 쌍이다. A-C와 A-D는 넓은 규모에서 떨어진 은하 쌍이다. 같은 시간 간격의 거리이며 단위는 임의이다.

가까운 예외와 큰 규모가까운 쌍 3→3 / 먼 쌍 40→60, 80→120은하 쌍처음나중A-B (가까움)33A-C4060A-D80120
  1. ① A-B가 그대로이므로 우주는 팽창하지 않는다.
  2. ② A-C와 A-D는 둘 다 1.5배이고, 가까이 묶인 A-B는 그대로일 수 있다.
  3. ③ 모든 은하 쌍은 예외 없이 같은 거리만큼 멀어진다.
  4. ④ A-B의 거리가 그대로인 까닭은 A가 우주의 중심이기 때문이다.
A-C와 A-D는 둘 다 1.5배이고, 가까이 묶인 A-B는 그대로일 수 있다.
① × · 가까운 예외 한 쌍만으로 큰 규모의 팽창을 부정할 수 없다.
② ○ · 먼 두 쌍은 같은 1.5배이며 가까운 묶인 쌍은 그대로다.
③ × · 팽창은 모든 쌍에서 같은 증가량을 뜻하지 않는다.
④ × · A-B가 그대로인 것은 가까이 묶인 조건 때문이지 A가 중심이기 때문이 아니다.

출제 의도: 넓은 규모의 팽창 경향과 가까이 묶인 은하 쌍의 예외를 구분한다.

유형 검토: 엔픽 PDF 43쪽: 거리 변화 표 해석형 / 오투 PDF 29쪽: 팽창 모형의 적용 범위 판별형 · 문항·그림 새로 구성

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L6Q7 · 중 · 5점

현재의 은하 사이 거리가 과거보다 대체로 크다는 자료를 거꾸로 읽을 때 옳은 설명은?

A-B: 과거 5, 현재 8. A-C: 과거 10, 현재 16. 두 쌍은 같은 넓은 규모의 모형 거리이다.

시간을 거꾸로 보면과거 5·10 / 현재 8·16과거ABCA-B 5A-C 10현재ABCA-B 8A-C 16
  1. ① 과거에는 두 은하 쌍의 거리가 지금보다 더 작았다.
  2. ② 자료의 과거 값 5와 10은 은하 자체의 지름이다.
  3. ③ 과거에는 우리은하가 우주의 특별한 중심이었다.
  4. ④ 시간을 거꾸로 보면 은하 사이 거리는 모두 지금과 같다.
과거에는 두 은하 쌍의 거리가 지금보다 더 작았다.
① ○ · 과거 값 5·10은 현재 값 8·16보다 작다.
② × · 자료는 은하 사이 거리이지 은하 자체 크기가 아니다.
③ × · 거리의 과거 모습으로 특별한 중심을 정할 수 없다.
④ × · 두 쌍의 과거와 현재 거리는 각각 다르다.

출제 의도: 팽창 전후 자료를 시간의 역방향으로 읽어 과거의 더 작은 간격을 추론한다.

유형 검토: 엔픽 PDF 48쪽: 과거·현재 팽창 모형 서술형 / 오투 PDF 29쪽: 우주 과거 모습 모형 판별형 · 문항·그림 새로 구성

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L6Q8 · 상 · 6점

풍선 표면의 붙임딱지 A·B·C 사이 간격이 늘어나는 모형을 해석하시오. ‘모형이 보여 주는 현상’ 두 가지와 ‘모형만으로 결론 낼 수 없는 것’ 한 가지를 각각 한 문장으로 쓰시오.

부풀리기 전후에 표면의 모든 큰 간격은 같은 배율로 늘고, 붙임딱지의 크기는 그대로이다. 기준 붙임딱지는 A 또는 C로 바꿀 수 있다.

풍선 모형의 설명과 한계거리 증가·기준 변경·모형의 한계ABC
풍선 표면의 붙임딱지 사이가 벌어지는 것은 넓은 규모에서 은하 사이 거리가 늘어나는 모습을 나타낸다. 기준을 A에서 C로 바꾸어도 다른 딱지까지의 거리가 늘어나므로 특정 은하를 특별한 팽창 중심으로 정할 수 없다. 이 모형만으로 실제 우주의 모양이나 크기를 확정할 수는 없다.

출제 의도: 팽창 모형의 거리·중심 해석과 모형의 한계를 구분한다.

유형 검토: 엔픽 PDF 43~44쪽: 풍선 모형 실험·서술형 / 오투 PDF 25쪽: 풍선 모형 결과 설명형 · 문항·그림 새로 구성

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