천문학20 우주 시뮬레이션과 현대 우주론의 관계 과학자들은 우주의 생성을 생각하고 있을까요? 어떻게 저번 게시글에 이어 오늘도 시뮬레이션 우주론에 관해 설명하겠습니다. 1. 우주 중력 진화 시뮬레이션우주를 구성하는 3가지 요소 중 가장 기술하기 까다로운 것이 일반 물질입니다. 5%가량 되는 일반 물질의 특성을 암흑물질처럼 취급하면 전체적으로 우주의 진화를 기술하기가 굉장히 쉬워집니다. 결국 물질을 밀쳐내는 역할을 하는 암흑에너지와 중력적으로만 존재하는 암흑물질만 기술하면 되기 때문에 중력과 우주론만 있으면 암흑물질 헤일로와 우주 거대구조물의 생성과 진화를 기술할 수 있게 되는 것입니다. 이것을 가상으로 구현하는 것이 우주론적 중력 진화 시뮬레이션입니다.2. 기술하는 방식우주론적 중력 진화 시뮬레이션을 설명하기 전에 시간을 기술하는 방식에 관해서 설명.. 2024. 9. 8. 풀리지 않는 우주 탄생에 대한 가설, 시뮬레이션 1. 우주의 생성은하의 생성과 우주 거대구조물의 생성은 모두 우주 초기에 들뜬상태가 된 밀도 요동으로부터 왔다고 할 수 있습니다. 그래서 은하의 생성은 우주론을 배제하고서는 도저히 이해할 수 없습니다. 이런 우주 생성의 과정을 일련의 시각으로 보기 위해 만드는 것이 시뮬레이션(수치 모의실험)입니다.시뮬레이션은 이론 연구 방식이자 실험 연구 방식입니다. 예전에는 이론 연구 방식으로 주로 현상을 수식으로 표현하고 논리적인 추론 과정을 통해 연필을 가지고 종이에 수식을 유도하면서 해를 도출하는 해석학적인 방법이 이용되었습니다. 현재 이론 연구는 해석학적인 방법에 수치 해석적인 방식이 더해졌습니다. 수치 해석학적이라는 것은 풀기 어려운 수학식을 수치 알고리즘으로 구현해서 컴퓨터로 근사해를 구하는 것을 말합니다.. 2024. 9. 8. 우주 속 수많은 은하와 그를 이해하기 위한 노력 은하를 이해하기 위한 노력과학자들은 우주와 은하를 이해하기 위한 노력의 하나로 컴퓨터 시뮬레이션을 활용하고 있습니다. 인류는 오랜 시간 자연스레 밤하늘을 올려다보면서 만물의 근원에 대해 궁금해 왔습니다. 인류가 세계와 우주를 바라보는 시각은 다양한 방식으로 성찰되어 왔는데, 이제는 과학이라는 지식 체계로 그런 질문에 답하는 시점에 도달했습니다. 하지만 밤하늘에 보이는 은하수가 우리 지구가 속한 우리은하라는 사실을 알게 된 것은 그리 오래되지 않았습니다.17세기에 갈릴레오가 망원경으로 은하수를 바라봄으로써 은하수가 별로 이루어졌다는 사실을 처음 알게 되었고, 18세기에 허셜이 은하수 별들의 개수를 세는 것으로 구조를 파악하려는 노력을 처음 시도했습니다. 하지만 그때만 하더라도 태양이 은하수의 중심에 위치해.. 2024. 9. 6. 달과 탄생과 태양계의 비밀을 알아낸 탐사선 1. 달의 탄생달의 탄생의 대한 이론은 아직도 명확하지 않습니다.그 중 한 개의 이론을 알려드리겠습니다. 원시 지구에 어떤 커다란 소행성 혹은 미행성이 충돌했습니다. 너무 세게 충돌해서 충돌한 물체도 다 파편화되었고 지구의 일부도 파편화되었습니다. 이 파편화된 물질 들이 지구 궤도 근처를 계속 떠돌다가 나중에 다시 뭉쳐져서 달이 형성되었다는 이론입니다.처음 달이 만들어졌을 때는 표면에 밝은색의 암석들이 비교적 균일하게 분포하고 있었습니다. 그러다 후기 대충돌 시기, 운석들이 엄청나게 많이 쏟아지면서 표면 여기저기에 용암이 흐르게 되었습니다. 커다란 운석이 떨어져 생겨난 거대한 웅덩이에서 용암이 서서히 식어가면서 오늘날 우리가 '달의 바다'라고 부르는 지역들이 생겨납니다. 제주도에 가면 흔히 볼 수 있는 .. 2024. 9. 3. 은하의 크기, 질량, 거리를 구하는 방법 1. 은하수은하수는 하늘에 별이 집중적으로 분포하는 지역으로 별을 하나하나 눈으로 분해할 수 없어 말 그대로 은색의 강처럼 뿌옇게 보입니다. 하늘에 우유를 뿌려 놓은 것 같다고 해서 밀키웨이 Milky Way라고도 알려진 은하수는 우리가 사는 은하계의 일부입니다. 우리 은하계는 태양을 포함하여 수천억 개의 별로 이루어진 거대한 중력계입니다. 우리는 객관적으로 우리가 속한 은하계의 모습을 볼 수 없으며 대신 은하수의 형태로 그 일부를 엿보는 것입니다. 태양계가 속한 우리 은하계를 넘어서 우주에는 수천억 개의 은하가 존재합니다. 우주에 존재하는 수천억 개의 은하가 처음부터 거대한 중력계로 인식되었던 것은 아닙니다. 1900년대 초만 하더라도 성운과 은하의 모습을 잘 구분할 수 없었습니다. 태양과 달의 물리적.. 2024. 9. 3. 외계인의 생김새, 과학적으로 추론하기 1. 외계인의 생김새는 어떨까요?어떤 외계행성에 외계인이 산다고 가정해 봅시다.그들도 인간처럼 지상에서 문명을 발전시켰고 다양한 도구를 만들었다면 분명 이 동수단도 만들었을 것입니다. 지구인들은 지상 이동을 위해 동그란 바퀴를 발명했습니다. 그런데 외계인의 바퀴는 어떨까요? 외계인은 매우 창의적이어서 네모난 바퀴를 만들 수 있을까요? 당연히 아닐 겁니다. 네모난 바퀴는 쉽게 굴러가지 않기 때문입니다. 물리법칙에 따르면, 바퀴를 굴릴 때 필요한 에너지는 바퀴의 모양이 동그란 형태일 때 최소가 됩니다. 따라서 외계인의 바퀴도 동그란 형태일 것이라 생각하는 것은 합리적입니다.이런 식의 추론은 생명의 다양한 기관에도 확장될 수 있습니다. 2. 물리법칙에 따른 제한적인 생김새예를 들어 하늘을 나는 새를 생각해 봅.. 2024. 8. 25. 이전 1 2 3 4 다음
