천문학이란

천문학(Astronomy)은 천체 등의 자연현상과 지구 밖에서 일어나는 천문현상을 관찰하고 물리법칙을 발견하는 자연과학의 한 분야입니다.

소개

천문학이라는 학문이 발달하기 전, 수천 년 동안 사람들은 밤하늘을 올려다보며 그곳에 실제로 무엇이 있는지 궁금해했습니다. 전 세계의 고대 문명은 우주를 구조화되고 질서 정연한 규칙적인 패턴으로 인식했었습니다. 고대 그리스인들은 오늘날 현대인이 도달한 천문학적 이해 수준에 기초를 닦아놓은 사람들이라고 볼 수 있습니다. 그리스 철학자들은 논리, 추론, 수학을 통해 우주의 패턴을 이해할 수 있다는 것을 깨달았습니다. 규칙적인 우주 패턴의 간단한 예는 계절입니다. 계절은 일 년 내내 바뀌며 겨울에서 봄, 여름, 가을, 다시 겨울로 이어집니다. 우리는 태양 주위를 공전하는 지구의 기울기로 인해 계절이 바뀌는 것을 알고 있습니다. 세상에 무슨 일이 일어나는지 알아내는 이러한 과정을 과학적 방법이라고 하는데, 천문학은 과학적 방법을 사용하여 사람들이 어떻게 밤하늘을 올려다봤고 수천 년 동안 거기에 무엇이 있는지 궁금해했는지 설명합니다.

 

현대 천문학은 위치 천문학, 천체 물리학, 천체 물리학의 세 가지 주요 영역으로 나뉩니다. 천문학은 고대부터 발달한 자연과학입니다. 선사시대 문화는 고대 이집트 기념물, 누비아 피라미드 등에 천문학적 유산을 남겼습니다. 고대 바빌로니아, 고대 그리스, 고대 중국, 고대 인도 그리고 이란과 마야 문명 등에서도 밤하늘에 대한 상세한 관측이 이뤄졌습니다. 현대 천문학을 천체의 위치와 인간 세계의 사건 사이의 관계 존재에 기초한 신앙 체계인 점성술과 혼동하지 않도록 주의하셔야 합니다. 그들은 같은 기원에서 발전했지만 현대에는 완전히 다르다는 것을 알고 있으실 겁니다. 또한, 현대 천문 현상을 논할 때 점성술은 완전히 배제되어야 하지만, 17세기까지의 천문학사를 학문적으로 연구할 때는 점성술과 천문학의 관계도 연구해야 합니다. 원래 천문학 연구는 연구자가 연구 대상에 직접 접촉하거나 가공하여 실험하는 것이 불가능하다고 여겨졌으나, 최근에는 데이터를 얻기 위한 검출기 시대가 되었습니다. 이에 따라 태양계의 연구 대상이 순전히 천문학적인 물체뿐만 아니라 물리학의 영역으로 들어가게 되었습니다. 이러한 예를 제외하면 천문학에서 사용되는 기본 수단은 전자기파를 수신하는 원격 탐사라 볼 수 있습니다.

 

천문학 연구의 두 가지 측면

천문학 연구에는 두 가지 측면이 있습니다. 하나는 지구상의 어느 실험실에서도 실현하기 어려운 초고온·고밀도 영역이 우주에 여러 곳 존재한다는 것이고, 이러한 극한 상태에서도 지상의 물리 법칙이 이를 뒷받침할 수 있다는 것을 확인하고 그 보편성을 검증하는 것입니다. 태양계의 행성 운동을 물리법칙으로 설명한 시도가 그 대표적인 예시입니다. 다른 하나는 인류가 우주 속에서 어떤 위치에 있는지 생각해 보는 것으로, 이른바 우주론이라 불립니다. 대개의 경우 "천문학" 연구에는 이 두 가지가 모두 포함됩니다. 한편, 입장에 따라 “천문학은 우주를 연구하는 우주론과 깊은 관련이 있지만, 우주론은 사상 철학에서 유래한 다른 학문이다”라고도 주장하는 학자들도 있어 입장 차이에 따라 다양한 견해가 있습니다.

 

천문학과 천체 물리학

천문학은 위치 천문학, 천체 역학, 천체 물리학으로 나눌 수 있습니다. 이 중 천체의 위치를 ​​연구하는 위치 천문학과 천체의 운동을 연구하는 천체 역학은 천문학의 고전 분야로 간주합니다. 사실 천문학과 천체물리학은 동의어라고 봐도 과언이 아닙니다. 사전에 엄밀하게 정의된 천문학은 "지구 대기권 외부에 있는 물체의 물리적, 화학적 특성에 대한 연구"인 반면, 천체물리학은 "천체나 천문학적 현상의 물리적 특성과 동적 과정을 다루는 연구"입니다. 예를 들어, 1982년 <The Physical Universe>를 편찬한 Frank Shue는 서문에서 천문학은 물체에 대한 질적 연구를 의미하는 방향이라면, 천체 물리학은 물리학적 방향이 높은 학문이라 말한 바 있습니다. 그러나 오늘날 현대 천문학의 방향은 이 모두를 초점에 맞추고 있습니다. 역사적으로 천문학 분야는 위치 천문학, 천체 항법, 관측 천문학 또는 역법 등 다양했지만 최근에는 천문학 전문가가 곧 천체 물리학자와 동의어가 되는 경우가 많아졌습니다. 물론, 관측 천문학 같은 일부 분야는 천체 물리학이 아닌 고전적인 의미에서의 천문학이죠. 천체와 관련된 연구를 수행하는 분야에서 이 두 단어가 교집합처럼 사용되며, 그 분야가 역사적으로 물리학의 일부였는지 여부에 따라 결정되기도 합니다. 또한 현대에는 많은 전문 천문학자들이 천문학보다는 물리학 학위를 갖고 있습니다. 다음 시간에는 천문학의 역사에 대해 알아보도록 하겠습니다.