청소년을 위한 교양 천문학: 광학 천문학

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 09월 05일 출간

작품소개

책소개

광학 천문학은 인류가 우주를 이해하기 위해 사용해온 가장 오래되고 기본적인 방법입니다. 고대 그리스 천문학자들부터 갈릴레이의 망원경 혁명, 허블의 우주 팽창 발견까지 수천 년간 축적된 지식과 기술이 오늘날 현대 천문학의 토대가 되었습니다. 이 책은 빛이 담고 있는 천체 정보를 어떻게 읽어내는지, 전자기복사 스펙트럼에서 가시광선이 갖는 특별한 의미가 무엇인지부터 시작하여 빛의 파동성과 입자성, 도플러 효과, 흑체복사 법칙 등 광학 천문학의 핵심 원리들을 체계적으로 설명합니다. 복잡한 물리 법칙들이 실제 천체 관측에서 어떻게 응용되는지 구체적인 사례를 통해 보여주어 청소년들도 쉽게 이해할 수 있도록 구성되었습니다.

현대 광학 천문학의 핵심은 정교한 관측 장비와 기술에 있습니다. 갈릴레이식과 케플러식 굴절망원경의 차이부터 뉴턴식과 카세그레인식 반사망원경의 특징, 세계 최대 규모인 켁 망원경과 유럽남방천문대의 초대형망원경까지 망원경 기술의 발전 과정을 상세히 다룹니다. 대기 난류로 인한 시상 문제를 해결하는 적응광학 기술, 사진 건판에서 CCD로 발전한 검출기 기술, 프리즘과 회절격자를 이용한 분광 기술 등은 허블 우주망원경 수준의 관측 성능을 지상에서도 달성할 수 있게 만들었습니다. 이러한 기술적 진보는 천체의 물리적 성질을 정밀하게 측정하고 우주의 구조와 진화를 탐구하는 데 결정적인 역할을 하고 있습니다.

광학 관측을 통해 이루어진 현대 천문학의 발견들은 우리의 우주관을 근본적으로 바꾸어놓았습니다. 별의 분광 분류와 헤르츠스프룽-러셀 도표는 별의 진화 과정을 이해하게 해주었고, 세페이드 변광성의 주기-광도 관계는 우주 거리 측정의 열쇠가 되었습니다. 허블의 외부 은하 발견과 우주 팽창 법칙, 타입 1a 초신성을 통한 우주 가속 팽창과 암흑에너지 발견, 중력렌즈 효과를 이용한 암흑물질 연구, 시선속도법과 통과 측광법으로 발견된 수천 개의 외계행성들은 모두 광학 관측의 산물입니다. 우주 배경복사의 정밀 측정은 빅뱅 이론을 확증하고 우주론 매개변수들을 정확히 결정하는 데 핵심적인 역할을 했습니다.

21세기 광학 천문학은 30미터급 초대형망원경 시대를 맞이하며 새로운 도약을 준비하고 있습니다. 제임스 웹 우주망원경의 성공적인 가동, 간섭계 기술의 발전, 인공지능과 빅데이터 분석 기법의 도입은 외계생명체 탐사와 우주 초기 은하 관측을 현실로 만들고 있습니다. 이 책은 광학 천문학의 과거와 현재를 정확하게 설명하면서 미래의 가능성까지 제시하여 청소년들이 우주에 대한 과학적 사고력을 기를 수 있도록 도와줍니다. 복잡한 수식이나 전문 용어보다는 원리와 현상을 중심으로 서술하여 누구나 광학 천문학의 매력에 빠져들 수 있도록 구성된 교양서입니다.

목차

1. 빛으로 보는 우주
2. 빛의 성질과 특징
3. 망원경의 원리
4. 대형 지상 망원경
5. 대기와 시상 문제
6. 적응광학 기술
7. CCD와 검출기
8. 분광학 기초
9. 별의 분광 분류
10. 측광학 개념
11. 변광성 관측
12. 쌍성계와 다중성
13. 성단과 성운
14. 우리 은하 구조
15. 외부 은하 관측
16. 활동은하핵
17. 중력렌즈 효과
18. 외계행성 탐지
19. 초신성 관측
20. 우주 배경복사
21. 우주론적 관측
22. 우주망원경
23. 간섭계 기술
24. 고에너지 현상
25. 미래 광학천문학

작가정보

저자(글) 루미너리북스 교육출판 에디팅 팀

루미너리북스 교육 출판 에디팅 팀은 전문 교육 콘텐츠 기획자와 편집자들로 구성되어, 학생들의 눈높이에 맞춘 양질의 교육 도서를 제작하는 데 전념하고 있다. 각 분야별 전문가들과의 긴밀한 협업을 통해 정확하고 이해하기 쉬운 교육 콘텐츠를 개발하며, 특히 고등학생을 위한 대학 과목 선행학습 시리즈와 같은 혁신적인 교육 도서를 기획하고 있다.