우주란 무엇인가? 대기권이란 무엇인가? 우주에는 무엇이 있는가?

 

우주란 무엇인가? 대기권이란 무엇인가? 우주에는 무엇이 있는가?

 

 

 

 

우주란 무엇인가?

밤하늘은 우주인가?

그러면 대낮의 하늘도 우주인가?

태양이나 달을 본다는 것은 우주를 보는 것인가?

우리가 존재하는 우주는 138억 년 전에 인플레이션을 거쳐서 빅뱅에 의하여 되었다?

지금도 팽창을 계속하고 있다!

여러 가지 일들을 알아가고 있지만 원래 우주란 무엇인가?

하는 애매한 말을 조금 구체적으로 생각해보도록 한다.

 

어디서부터가 우주인가(대기권이란 무엇인가)

 

지구의 둘레에는 대기(공기)가 있다. 지표로부터 약 500Km까지를 대기권이라 부르고 있다. 그런 때문에 대기권 외 약 500Km의 앞을 우주라 부르게 된다.

먼저 지표에서 우주까지의 상황을 알아보자. 이하에서 각권 간에 명확한 경계가 있는 것은 아니다. 대강의 수치에 불과하다.

 

1, 대류권(對流圈)

지상에서 고도 약 11Km까지를 대류권이라 한다. 이 범위 내에 공기가 대류하고 있기 때문이다. 그런 때문에 상승기류에 의하여 구름이 생긴다. 소위 대기의 변화는 대류권 안에서 일어난다.

대류권에는 평균해서 1Km 상승함에 따라 약 6.5도C의 기온이 내려간다. 태양으로부터의 열이 통하는 한편으로 지표에서 나오는 열을 받기 때문에 지표에 가까울수록 따뜻해지는 원리이다. 온실효과 가스가 있다고 말하는 장소도 대류권이다.

일반적으로 여객기는 고도 1만 m곧 고도 10Km상공 대류권의 경계 가까이를 날고 있다. 그러므로 비행기를 타면 구름 위에 나올 수 있는 것이다.

 

2, 성층권(成層圈)

고도 약 50Km까지를 성층권이라 한다.

대류권과는 거꾸로 고도가 올라갈수록 급격히 기온이 상승한다. 그 이유는 고도 25Km 부근에 소위 오존층이 있기 때문이다.

오존층이 태양의 열을 흡수하고 그 상공에 머무는 자외선이 열을 가지고 있기 때문이다. 작금에는 오존층이 파괴가 위험하다고 걱정하고 있는데 그 높이까지 원인이 되는 프레온가스가 올라간다는 것이다.

 

3, 중간층(中間層)

고도 약 80Km까지를 중간층이라 한다.

중간층은 다시 고도상승에 수반하여 기온이 저하한다. 그 이유는 태양으로부터의 자외선이 거의 그냥 통과하기 때문에 열이 머물지 않기 때문이다. 중간층과 열권 사이 부근은 마이너스 80도C 정도의 극한이다.

유성이 생기는 것은 이 근처이다. 2017년 11월 21일 21시경에 각지에서 확인된 화구(火球)가 탄 곳도 여기이다.

<미사일이나 스페셔틀(Space Shuttle）이 대기권에 돌입한다!> 공기와의 마찰을 걱정하는 장소이다.

 

4, 열권(熱圈)

고도 약 500Km까지를 열권이라 한다. 700Km까지로 보기도 한다. 그렇다고 큰 틀림은 없다. 명확한 경계선이 있는 것은 아니다.

이 근처에는 소위 공기는 없고 적은 산소나 질소 등 분자가 떠돌고 있다. 거기서 태양에서 오는 자외선과 부닥치면 공전리라 하는 현상으로 고온이 된다. 그런 때문에 열권에서는 온도가 다시 급상승한다. 역시 이 전리작용으로 인하여 보이는 것이 오로라이다.

 

5, 외기권(外氣圈)

열권을 지난 영역이 외기권이다. 여기서 부터가 사실상 우주이다. 단지 우주개발이라는 관점에서는 상공 100Km 이상을 우주라고 칭하는 경우도 있다. 이 우주공간의 온도는 마이너스 270도C로 극한이다.

 

인공위성은 어디 있는가

 

1, 기상위성은 3.6만 Km 상공을 난다.

지구의 자전주기와 같은 23시간 56분으로 1주한다. 소위 정지위성은 지상 약36,000 Km 상공에 있다. 분명히 우주공간이다.

예를 들면 기상위성 <히마와리>가 있다. 날씨 예보로 나타내는 위성영상은 이 고도에서 촬영하고 있다. 그런 때문에 일본을 포함한 동아시아를 한 눈에 볼 수 있다.

일본판 GPS라 불리는 준천정위성(準天頂衛星) <미치비키>도 거의 같은 고도이다.

또 지상에서 1000~2000 Km 상공을 나는 인공위성에는 통신위성이 있다.

 

2, 우주 관측은 500Km가 최상이다.

일본인도 활약하고 있는 국제우주정거장 ISS는 지상 약 400 Km 상공을 날고 있다. 엄밀히 말하면 대기권 안에 있다. 그런 때문에 ISS에서 곱고 사실적인 지구의 모습을 찍은 영상이 보내진다.

소위 우주망원경도 400~600Km상공에 있다. 그 이유는 지구와 교신하기 위하여 가까운 쪽이 좋으니까, 대기의 영향을 받기 어렵게 하기 위해서이다.

사실적인 별을 관측하기 위해서는 대기권 밖이 최고이다.

밤하늘의 별을 보면 반짝반짝 빛나게 보이지만 이것은 대기로 인하여 빛이 왜곡되기 때문이다. 대낮에는 하늘이 푸르게 보이고 저녁 해나 아침 해는 붉게 보이는 이유도 대기가 빛을 굴절시키기 때문이다.

 

3, ICBM은 대기권을 넘는 미사일이다

탄도 미사일이란 무엇인가? 대기권을 넘어서 우주로 나가 다시 대기권으로 돌아오는 미사일이다.

ICBM이란 IinterContinental Ballistic Missile의 약자이고 Ballistic가 <탄도의>라는 의미이다. 탄도란 직역하면 탄(彈)의 궤도인데 대기권을 나가는 타입을 탄도탄(彈道彈)이라고 일반적으로 부르고 있다. 그런 때문에 고도 500Km가 넘는 상공을 나는 미사일은 탄도미사일로 분류된다.

일반적으로 영공은 고도 100Km라는 공통 이해가 있으므로 우주공간이라면 인공위성을 포함하여 자유로 날릴 수 있다.

 

우주에는 무엇이 있는가

 

1, 거의 아무 것도 없는 진공상태

소리는 공기의 진동에 의하여 전해진다. 그러면 태양에서 빛이나 열은 어떻게 해서 전해지는 것일까.

<그것을 전하는 어떤 물질이 있는 셈이다.>

그 물질을 에테르라고 부르고 많은 과학자가 관측을 반복하고 있다.

그러나 현재는 빛이 진공 중에도 전해진다는 것은 이해되고 있으므로 에테르라는 설은 사라졌다. 곧 우주공간은 거의 아무 것도 없는 진공상태이다. 다소의 수소나 헬륨의 원자가 있는 것 같으나 아무것도 없다고 생각해서 좋다.

 

2, 별은 듬성듬성 있다.

<우주에는 별이 있는데> 하고 생각한다. 그러나 별은 흩어져서 매우 듬성듬성 있다.

태양계를 생각해도 지구에서 이웃인 달까지 38만Km나 떨어져있다. 화성이나 금성은 더 멀어서 태양까지는 1억 5000만 Km나 된다. 그 도중에는 아무 것도 없다.

예를 들면 우주정거장 밖에서 작업 중인 우주비행사의 명줄이 떨어진다면? 영원히 우주 공간을 떠돌게 된다. 인간의 수명이 다할 때까지 어딘가에 표착할 것인가.

지구의 둘레에는 인공위성의 잔해 등 우주 쓰레기가 산란하고 있는데 거기에 부닥치든지 또 소혹성이나 혜성이 날고 있다고 해도 거의 부닥칠 일은 없을 것이다.

가장 가까운 항성이 있어도 빛의 속도로 3년 이상 걸린다. 그 정도로 우주공간에는 아무 것도 없다.

 

3, 암흑물질로 가득 차있다

진공이라 해서 한 마음 놓았었는데 진공이라고 해도 불가사의한 현상이 발견되었다.

<어쩐지 물질이 없다고 설명하지 못한다. 현상의 과학으로는 인식할 수 없다.>

이것을 암흑물질이라고 부르고 있다.

천문학에서 금후의 과제는 암흑물질을 찾는 것이다. 지금까지는 전자파를 이용해서 관측하고 있었다. 그런 때문에 전파를 내지 않는다고 생각되는 암흑물질은 발견할 수 없다.

<중력파를 검지하였다.>

새로운 천문학이 시작된다. 생각을 버리고 찾는다면 의외의 장소에 의외의 사물을 발견할는지 모른다.

 

우주란 무엇인가

 

우주란 무엇인가에 대해서 조사해 왔는데 천문학이 진전함에 따라 많은 것을 알게 되었다. 그러나 아직 수수께끼 천지이다. 원래 무에서 유가 생겨난 것일까?

어떻든 지구에서 떨어진 공간을 우주라고 부르는데 그 지구도 우주 공간에 있다. 그렇게 생각하면 우주란 모든 것을 포함하는 것이 된다. 우주인은 있는가. 바꾸어 말하자면 지구인도 우주인이다.*

일본어원문=宇宙とは何か？大気圏とは何か？宇宙に何があるのか -

출처=https://www.inc-reliance.jp/science/66573