Ⅵ 외부 은하와 우주

01. 외부 은하

허블의 은하 분류

은하의 모양과 진화는 무관

① 타원 은하

편평도에 따라 E0~E7로 분류

성간 물질이 거의 없다 -> 저온의 나이 많은 붉은 별 많음

E0에서 E7로 갈수록 편평도__

② 나선 은하

________________와 ____________에 따라 a~c로 분류

막대나선은하는 _______ 우주 망원경이 발견

정상나선은하는 영어 약자로 ___이고, 막대나선은하는 ____이다.

③ 불규칙 은하

성간 물질 많음 -> 고온의 젊은 푸른 별 많다.

Ⅰ형 : 특징적인 구조가 일부 포함, Ⅱ형 : 어떠한 구조적 특징도 없음

2. 특이 은하 : 허블의 분류 체계로는 분류하기 어려운 은하

(1) 퀘이사

거대한 은하지만, 하나의 별처럼 보임 why?

특징 4가지

①

②

③

④

-> 퀘이사의 E는 보통 은하의 수백 배 but 크기는 태양계 정도

->

(2) 전파 은하

구성 : 에너지 방출원(___), 제트와 로브(____, _____ 강하게 방출)

특징 3가지

①

②

③ 가시광선 영상으로 볼 때

cf) 후퇴 속도 퀘이사 <=> 전파 은하

(3) 세이퍼트 은하

특징 3가지

①

->

②

③

-> 이는 무엇을 의미하는가?

(4) 충돌 은하

은하 간 거리 가까우면 허블 법칙 적용X, ____에 의해 충돌->____편이

특징 3가지

①

②

③

02. 대폭발 우주론

허블 법칙과 우주 팽창

(1) 외부 은하의 관측

외부 은하의 스펙트럼을 관측하면 대부분 ____편이가 나타남

후퇴속도 적색 편이량으로 나타내는 식 써보기

적색 편이량은 어디에 비례하는가?

(2) 허블 법칙

식 써보기

주의할 점 : 팽창하는 우주 모형에서 점의 ____은 변하지 않는다. 은하 내 천체는 서로의 ____에 속박되어서 우주가 팽창해도 은하 내 별이 흩어지는 것은 아니다.

허블 상수 : 공간 1Mpc 당 우주가 팽창하는 속도(km/s)

매우!! 주의할 점 : 외계 행성 탐사는 우리 은하 내에서 하는 것이므로 허블 법칙 적용되지 않는다.

(3) 우주의 팽창

은하가 운동하는 것이 아니라, 공간이 팽창하는 것!!!

우주의 나이 식으로 표현해보기

우주의 크기 식으로, 값으로 표현 해보기

2. 대폭발 우주론

(1) 정상 우주론 vs 대폭발 우주론

허블 법칙 이후의 우주론

: 정상 우주론은 우주가 팽창하면서

-> 우주 크기__, but 질량___ -> 밀도 ____, 온도 _____

: 대폭발 우주(=빅뱅 우주론)은 우주가 ____________에서 대폭발(빅뱅)           하여 생상 -> 이후 계속 팽창하여 냉각

-> 우주 크기__, but 질량 ____ -> 밀도 ___, 온도____

(2) 대폭발 우주론에 따른 우주의 역사

대폭발(빅뱅) 이후 3분, 38만년, 현재의 시점에서 각각 특징 적어보기

(3) 대폭발 우주론의 증거

①

누구에 의해 처음 관측 되었는가?

모든 방향에서 ____세기로 나타나는 약 _____cm 파장의 전파 발견

-> _____________가 방출하는 복사와 일치

-> 우주 전체에서 균일하게 관측됨

* 우주 배경 복사

WMAP으로 관측한 우주배경복사의 온도분포는 대체로 균일하다 (0/X)

WMAP에서 관측한 미세한 온도 편차는 왜 생기는 것?

COBE로 관측한 우주의 평균온도는?

우주배경복사는 우주온도가 약 몇 K일 때 방출?

우주가 팽창하는 동안 우주 배경복사의 파장은 어떻게 변화?

* 우주 배경 복사의 우주 관측

우주 배경 복사는 어느 영역에서 관측하는 것이 적합한가? 그리고 그 이유는?

플랑크 망원경과 허블 망원경은 각각 어느 영역에서 관측한 것인가?

3. WMAP, COBE VS 플랑크 망원경, 허블 망원경 누가 더 먼저 & 나중?

②

빅뱅 후 _____________ 사이에 생성된 양성자와 중성자의 개수비는?

수소와 헬륨의 질량비 :

이는 어떤 스펙트럼에 의해 발견되었는가?

3. 급팽창 우주와 가속팽창 우주

(1) 급팽창이론(=_____________이론)

빅뱅 후 ___________초 사이에 우주가 빛보다 빠른 속도로 팽창했다는 이론

급팽창 이론이 해결해준 우주의 문제 3가지

가.

->

나.

다.

(2) 가속 팽창 우주

우주의 팽창 속도는 점점 빨라지고 있음

어떻게 찾아내었는가?

* Ia 형 초신성

중력 큰 ____________이 주변 별의 물질을 빨아들임 -> ____________의 질량 증가 -> 한계 질량(__________) 도달시, _______________ -> 이것이 Ia형 초신성

특징 : 광도의 max값은 항상 동일하다 ( _____________ 일정 )

멀리 떨어진 은하의 Ia형 초신성 관측

-> ________________의 모습이 반영된 것

-> 여러 Ia형 초신성 분석하여 우주 팽창의 역사 추정

03. 암흑 물질과 암흑 에너지

보통 물질과 암흑 물질

(1) 보통 물질

실체가 확인된, 쉽게 관찰할 수 있는 물질

관측 가능한 우주에서 밀도가 매우 __

표준 모형 : 보통 물질을 구성하는 입자와 입자간 상호작용에 대한 모형

-> 기본입자 ___개( ______ ___개, ______ ___개 ), ________ 입자 ___개, _____입자 ___개로 구성(기본 입자에 질량 부여하는 입자)

(2) 암흑 물질

빛과 ____________하지 않아 정체가 밝혀지지 않은 물질

_______ 유발

간접적으로 존재 확인 가능

①

거대한 은하단이 큰 중력 유발

-> 뒤쪽 은하에서 오는 빛이 굴절됨

-> but 우리는 빛의 굴절 인지 못하고 상이 여러 개로 관측됨

-> 중력 렌즈 현상으로 유추한 은하단의 질량>실제 관측되는 은하단의 질량

(= __________로 관측된 물질의 총 질량 < 우리은하의 질량)

-> 은하단에 암흑물질 존재

②

강체 회전과 케플러 회전

: 강체 회전의 의미는?

-> 즉 실제 선속도는 _____에 비례

-> 이는 질량이 어떠할 때 자주 쓰이는 개념인가?

: 케플러 회전의 의미는?

-> 이는 질량이 어떠할 때 자주 쓰이는 개념인가?

나선 은하 관측(by 보통물질) : 질량이 중심부에 집중

-> 예측 : 중심부는 ____회전, 주변부는 _____회전

-> but 실제 관측결과 중심부는 ____회전, 주변부는 중심부에서 멀어져도 ___________ 거의 일정

-> 은하의 _____에 많은 물질이 존재 즉, 암흑물질이 존재한다고 추측

2. 암흑에너지

_____ 유발 -> 우주 팽창을 가속하는 에너지

우주가 팽창함에 따라 암흑에너지의 질량__ -> 밀도 ___

3. 우주의 구성

(1) 우주의 구성 물질 : 암흑에너지 > 암흑 물질 > 보통 물질

(by ______망원경)

(2) 우주의 팽창역사

순서대로 써보기

현재 우주는 가속 팽창 중 -> 암흑 에너지 >> 보통물질 + 암흑 물질

암흑 에너지는 팽창효과, 보통물질과 암흑 물질은 수축효과를 보임

4. 우주의 미래

(1) 우주의 미래 모형

임계 밀도 : 우주의 밀도에 의한 중력과 우주가 팽창하는 힘이 평형

밀도 변수 오메가

식 써보기

우주의 미래 모형

① 열린 우주

: 우주의 밀도 <=> 임계 밀도

: 우주는 영원히 팽창

: 밀도 변수 <=> 1, ___의 곡률

② 닫힌 우주

: 우주의 밀도 <=> 임계 밀도

: 팽창 속도가 더뎌지다가 결국 수축

: 밀도 변수 <=> 1, ___의 곡률

③ 평탄 우주

: 우주의 밀도 <=> 임계 밀도

: 팽창 속도 더뎌지나 팽창이 멈추진 않음

: 밀도 변수 <=> 1, ___의 곡률

(2) 우주의 미래 모형에 따른 팽창 속도

현재의 우주는 ____하지만, 암흑에너지의 비율이 높아 가속 팽창 중이다.

접선의 기울기 = 그 순간의 __________

우주의 나이 비교 : 평탄 우주 <=> 가속 팽창 우주

Ia 형 초신성 관측 자료 -> __________우주 모형에 잘 부합