별과 우주 · 함께 풀어 봅시다
6차시 · 우주 팽창
그림을 보고, 핵심을 찾고, 답까지.
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L6Q1 · 풍선에서 무엇이 우주일까
풍선에 작은 붙임딱지 A·B·C를 붙이고 부풀렸다. 모형과 우주의 대응 관계로 알맞은 것은?
붙임딱지의 크기는 그대로 두고 풍선 표면의 점 사이 간격을 늘린다.
① 풍선 속 공기가 우주의 모든 은하를 뜻한다.
② 풍선 표면은 팽창하는 공간을 단순화하고 붙임딱지는 은하를 나타낸다.
③ 붙임딱지의 지름이 커져야만 우주가 팽창한 것이다.
④ 풍선 내부의 중심점이 실제 우주의 중심이다.
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L6Q1 · 풍선에서 무엇이 우주일까
공간의 간격이 늘어나요
풍선을 부풀리면 표면의 두 점 사이 간격이 커진다.
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→ 변화를 볼까요?
L6Q1 · 풍선에서 무엇이 우주일까
딱지는 은하를 나타내요
표면에 붙인 딱지는 은하를 나타내며 자체 크기는 그대로 둔다.
② 풍선 표면은 공간, 붙임딱지는 은하
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L6Q2 증가량과 배율
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.
① P쌍의 증가량 2가 Q쌍의 증가량 6보다 크다.
② P쌍만 팽창했고 Q쌍은 팽창하지 않았다.
③ Q쌍은 세 배, P쌍은 두 배가 되었다.
④ 두 쌍의 거리는 모두 1.5배가 되었고, 원래 먼 Q쌍의 증가량이 더 크다.
⑤ 거리 표만으로 Q 은하 자체의 크기가 더 커졌음을 알 수 있다.
배율과 증가량은 다르다
P: 4 → 6
증가량 2 · 배율 1.5
Q: 12 → 18
증가량 6
배율은 둘 다 1.5배
증가량은 Q가 더 큼
답④ 둘 다 1.5배 · 원래 먼 Q의 증가량이 더 크다.
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L6Q3 같은 배율의 세 은하
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.
모든 간격에 같은 배율
A–B: 4 → 6
늘어난 배율 = 1.5
B–C: 6 × 1.5 = 9
A–C = A–B + B–C
= 6 + 9 = 15
답④ 15
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L6Q4 · 관찰 기준을 바꾸면
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.
① A를 기준으로 볼 때만 다른 은하가 멀어진다.
② C를 기준으로 바꾸면 A와 B는 모두 가까워진다.
③ 기준 은하를 바꿔도 다른 은하와의 거리는 늘어나므로 A를 특별한 중심으로 정할 수 없다.
④ B가 표의 가운데 있으므로 실제 우주의 중심이다.
⑤ C를 기준으로 하면 A까지의 거리만 늘고 B까지의 거리는 일정하다.
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L6Q4 · 관찰 기준을 바꾸면
A에서 바라보면
A-B와 A-C가 늘어 A에서 다른 은하들이 멀어진다.
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→ 변화를 볼까요?
L6Q4 · 관찰 기준을 바꾸면
이번에는 C에서 보면
C-B와 C-A도 늘어난다. 기준 은하를 바꾸어도 다른 은하가 멀어지므로 A를 특별한 중심으로 정할 수 없다.
③ 기준 은하를 바꾸어도 멀어져 A를 특별한 중심으로 정할 수 없다.
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→ 변화를 볼까요?
L6Q5 · 멀어지되 커지지 않는 점
공간이 1.5배로 늘어나는 모형의 전후 그림으로 알맞은 해석은?
두 원은 은하, 두 원 사이의 선은 은하 사이의 공간을 나타낸다. 같은 원을 전후에 비교한다.
① 은하의 지름과 은하 사이 간격이 모두 1.5배가 된다.
② 은하의 지름은 그대로 두고 은하 사이 간격만 늘린다.
③ 두 은하가 하나로 합쳐져야 팽창 모형이다.
④ 은하 사이 거리는 처음보다 두 배가 된다.
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L6Q5 · 멀어지되 커지지 않는 점
은하 자체 크기는 그대로
두 시점에 그려진 원의 반지름은 같으므로 은하 자체 크기는 유지한다.
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L6Q5 · 멀어지되 커지지 않는 점
은하 사이만 벌어져요
은하 자체 크기는 그대로이고 중심 간격만 4에서 6으로 늘어난다. 이것이 이 모형의 팽창이다.
② 은하 크기는 그대로, 은하 사이 간격만 증가
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→ 변화를 볼까요?
L6Q6 가까운 예외와 큰 규모
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.
① A-B가 그대로이므로 우주는 팽창하지 않는다.
② A-C와 A-D는 둘 다 1.5배이고, 가까이 묶인 A-B는 그대로일 수 있다.
③ 모든 은하 쌍은 예외 없이 같은 거리만큼 멀어진다.
④ A-B의 거리가 그대로인 까닭은 A가 우주의 중심이기 때문이다.
가까이 묶인 쌍은 따로 보기
A–B: 중력으로 가까이 묶임
거리는 그대로일 수 있음
넓은 규모의 A–C, A–D
40 → 60 · 80 → 120: 1.5배
답② A–C와 A–D는 1.5배, 가까이 묶인 A–B는 그대로
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L6Q7 · 시간을 거꾸로 보면
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.
① 과거에는 두 은하 쌍의 거리가 지금보다 더 작았다.
② 자료의 과거 값 5와 10은 은하 자체의 지름이다.
③ 과거에는 우리은하가 우주의 특별한 중심이었다.
④ 시간을 거꾸로 보면 은하 사이 거리는 모두 지금과 같다.
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L6Q7 · 시간을 거꾸로 보면
과거에서 현재로 보면
A-B와 A-C가 모두 과거에서 현재로 거리가 커졌다.
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L6Q7 · 시간을 거꾸로 보면
시간을 거꾸로 돌리면
현재에서 과거로 돌아가면 두 쌍의 간격은 작아진다.
① 과거에는 두 은하 쌍의 거리가 더 작았다.
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→ 변화를 볼까요?
L6Q8 · 풍선 모형의 설명과 한계
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.
먼저 설명해 보세요
그림과 자료를 근거로 답을 쓰세요.
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L6Q8 · 풍선 모형의 설명과 한계
보여 주는 것 ① 거리 증가
표면이 늘어나면 붙임딱지 사이 간격이 커진다. 은하 사이 거리의 증가를 나타낸다.
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L6Q8 · 풍선 모형의 설명과 한계
보여 주는 것 ② 기준 바꾸기
A를 기준으로 해도, C를 기준으로 해도 다른 딱지가 멀어진다.
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→ 변화를 볼까요?
L6Q8 · 풍선 모형의 설명과 한계
풍선만으로 알 수 없는 것
풍선 표면은 3차원 공간을 단순화했으므로 실제 우주의 모양·크기를 이 모형만으로 정할 수 없다.
거리 증가 · 특별한 중심을 정할 수 없음 · 모양과 크기는 확정 불가
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해설을 마쳤습니다
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© 2026 조승재(과학이조선생) · 해누리중학교 · 최종 업데이트: 2026-10-12