1. 우주 : 미시에서 거시까지

1. 시간과 공간의 다양한 스케일

가. 양성자에서 은하까지

1)양성자

약 10^-15m의 크기를 가지고 있다.

3개의 쿼크로 이루어진다.

2) 원자

약 10^-10m

3) 대장균

약 10^-6

4) 사람

1m단위

5) 지구

10^7m

6) 태양계

10^12m

7) 별과 별 사이

10^16m

8) 은하

10^21m

9) 관측된 가장 먼 은하

10^26m

나. 영어에서의 크기 단위

1) 미터법에 의한 단위

 

2) 천문학에서 쓰는 단위

1) AU(천문단위) : 약 1억 5000만Km, 지구와 태양사이의 거리

2) Light year(광년) : 약 9조 5000억Km, 빛이 1년 간 갈 수 있는 거리

3) Parsec(파섹) : 3.26광년

다. 신체가 반응하는 단위

1) 소리 데시벨(dB)

log스케일을 사용한다.

2) 별의 밝기 메그니튜드(Magnitude)

1~6등급으로 나누었다.

log스케일을 사용한다.

3) 매운맛단위(스코빌)

매운 추출물이 중화됐을 때 설탕의 배율

1g의 매운맛을 중화시키기 위한 설탕의 양

- 10,000스코빌 : 청양고추1g에 10000g의 설탕을 넣어야 매운맛이 중화된다.

- 50,000스코빌 : 타바스코고추 1g에 50000g의 설탕을 넣어야 매운맛이 없어진다.

- 300,000스코빌 : 아바네로 1g에 설탕 300,000g을 넣어야 매운맛이 중화된다.

4. 냄새에 대한 지수(웨버-패크너 지수)

마찬가지로 화학 log스케일의 진동한다.

5. 지진에 대한 차이(리히터지수)

1등급과 2등급의 차이는 100배

1등급과 3등급은 10,000배

마찬가지로 log와 지수를 사용한다.

라. 시공간적인 우리의 위치

1) 우주 : 139억년

2) 은하 : 120억년

3) 태양 : 46억년

4) 지구 : 45억년

5) 생명체출현 : 35~40억년

6) 동물 : 7억년

7) 포유류 : 2억년

8) 인류 : 수백만년

2. 거대한 실험실로서의 우주

가. 압력으로 보는 우주

지표면은 100,000pa

100km상공 0.03pa 이라고 한다.

우리가 탐험할 수 있는 심해는 10^8pa이라고 한다.

* 이온 가스의 밀도

백만도 이상의 온도를 가진 물질의 온도는

10^-4pa라고 할 수 있다.

* 원자구름, 분자구름, 성간물질의 밀도 *

10^-13pa이라고 할 수 있다.

* 태양중심부의 밀도 *

지구중심에서의 압력보다 훨씬 높음

10^16pa

* 백색왜성 내부 *

탄소가 결정화된 중심부의 밀도

10^23pa

*천체, 중성자별의 밀도 *

핵의 함몰로 만들어진 천체 중성자별

10^35pa

나. 핵물리학

이런 천문학을 연구하는데 특별한 학문의 필요성을 느끼고 요구에 만든 것이

핵물리학이다.

핵물리학은 태양 중심의 압력 및 밀도와 비슷한 환경을 연구하는 학문이다.

1930년대까지 알 수가 없었다고 한다.

태양이 오랜 시간동안 빛을 낸 수 있는 이유를 찾아보니

"핵융합" 현상을 발견하였다고 한다.

1930년대 별의 핵융합을 한스베테가 처음으로 이해하고 30년 뒤 노벨상을 수상했다.

핵융합을 제어할 수 있다면 이를 통해 발전도 할 수 있다.

하지만 제어하지 못하면 수소폭탄이 된다.

아직, 핵융합발전은 상용하가 되지 못하고 있다.

이유는 핵융합을 제어하는데 쓰는 전기가 생산되는 에너지보다 크기 때문이라고 한다.

핵융합발전을 하면 적자라는 것이다.

철(원자번호 26)을 기준으로 융합과 분열을 나눈다.

* 가벼운원소(융합) >> 융합하여 양성자 수 늘림, 방사능 적음

* 무거운원소(분열) >> 분열하여 양성자 수 줄임, 방사능 많음

고온의 플라즈마를 제어할 수 없기 때문에 아직 핵융합이 상용화가 안된다고 한다.

플라즈마를 가두는 방법

1) 자기장

가장 오래된 방법이다. 

 

출처 : http://1991-new-world-order.wikia.com/wiki/Tokamaks

<토카막>이라는 도넛형 장치를 이용하여 자기장을 만들어 플라즈마를 가두는 것이다.

 

출처 : https://en.wikipedia.org/wiki/Tokamak

2) 레이저

 

출처 : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:LIFE_fusion_chamber.jpg

<펠릿>과 <레이저>를 사용하여 플라즈마를 가두는 방식이다.

 

출처 : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Preamplifier_at_the_National_Ignition_Facility.jpg

잠고로 자기장, 레이저를 이용하는 시설이 엄청난 크기의 시설입니다.

아래 사진은 핵융합을 하는 곳의 챔버에 들어가 시설을 정비하는 사진입니다.

 

출처 : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:U.S._Department_of_Energy_-_Science_-_115_057_004_(17974887118).jpg

 

 

 

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