- 빅뱅 우주론의 확립
(1) 빅뱅 우주론의 확립 과정
① 허블: 우주가 팽창하고 있다는 사실을 확인하였다.
② 가모프와 호일
- 가모프: 우주가 탄생한 이후에 팽창하면서 물질이 생성되었다고 주장하였다.
- 호일: 우주의 밀도는 변하지 않는다고 주장하였다.
③ 펜지어스와 윌슨: 빅뱅 우주론의 결정적인 증거 (우주 배경 복사)를 발견하였다.
Q 다음 설명을 정상 우주론과 빅뱅 우주론에서 주장하는 내용으로 각각 구분하시오.
| ㄱ. 우주의 크기는 무한하다.
ㄴ. 우주는 특정한 시점에서 시작되었다. ㄷ. 우주는 항상 일정한 밀도를 유지한다. ㄹ. 초기 우주는 현재보다 온도가 매우 높았다. |
⑴ 정상 우주론: ⑵ 빅뱅 우주론:
- 기본 입자와 원자의 생성
(1) 초기 우주에서 원자의 생성 과정
① 대폭발(빅뱅): 약 138억 년 전에 우주가 탄생
② A 시기: 기본 입자인 쿼크와 전자 생성
③ B 시기: 쿼크가 결합하여 양성자와 중성자 생성
④ C 시기: 헬륨 원자핵 형성
⑤ D 시기: 원자핵과 전자가 결합하여 원자 생성
Q 왼쪽 그림을 참고하여 설명 중 옳은 것은 ○, 옳지 않은 것은 ×로 표시하시오.
⑴ 쿼크와 전자는 물질을 구성하는 기본 입자이다. ( )
⑵ 우주의 온도는 B 시기보다 C 시기에 높았다. ( )
⑶ D 시기에 현재 우주에 존재하는 모든 종류의 원자가 생성되었다. ( )
⑷ A~D 시기에 우주의 밀도는 일정하게 유지되었다. ( )
Q 다음 <보기>의 물질을 생성 순서대로 나열하시오.
| 양성자 전자 헬륨 원자 |
- 우주 배경 복사
(1) 우주 배경 복사
① 빅뱅 후 약 38만 년이 되었을 때 우주의 온도가 약 3000 K로 낮아져 원자핵과 전자가 결합하여 원자가 생성되었다.
② 이 시기 이후부터 빛이 전자의 방해를 받지 않고 자유롭게 진행하게 되었다. 이 빛을 우주 배경 복사라고 한다. (현재는 약 3 K의 온도에 해당하는 우주 배경 복사가 우주의 모든 방향에서 거의 일정한 세기로 관측된다)
Q 다음 설명 중 옳은 것은 ○, 옳지 않은 것은 ×로 표시하시오.
⑴ 우주의 온도가 약 3000 K일 때 우주 배경 복사가 형성되었다. ( )
⑵ 우주 배경 복사가 형성된 이후에 원자핵과 전자가 결합하여 원자가 형성되었다. ( )
⑶ 원자가 생성된 이후에 빛이 우주 공간을 자유롭게 진행할 수 있게 되었다. ( )
Q 다음 ( ) 안에 들어갈 알맞은 말을 쓰시오.
1964년에 펜지어스와 윌슨은 약 ( )의 온도에 해당하는 ( )를 최초로 관측하였다.
- 스펙트럼의 종류
(1) 스펙트럼의 종류
스펙트럼은 크게 연속 스펙트럼과 선 스펙트럼이 있고, 선 스펙트럼은 다시 흡수 스펙트럼과 방출 스펙트럼으로 구분할 수 있다.
 |
연속 스펙트럼: 모든 파장의 빛이 연속적으로 나타난다.
흡수 스펙트럼: 특정한 파장의 빛이 흡수되어 검은 선이 나타난다.
방출 스펙트럼: 고온의 기체에서 특정한 파장의 빛을 방출할 때 나타난다. |
Q 다음 설명에 해당하는 스펙트럼의 종류를 쓰시오.
⑴ 별빛이 별의 대기를 통과할 때 특정한 파장의 빛이 흡수되어 검은 선이 나타난다.
( )
⑵ 백열 전구에서 방출되는 빛을 프리즘에 통과시킬때 관측할 수 있다. ( )
⑶ 고온의 기체에서 특정한 파장의 빛을 방출할 때 이 파장에 해당하는 색의 선이 나타난다.
( )
- 분광기로 스펙트럼 관찰하기
분광기로 스펙트럼을 관찰하고, 스펙트럼을 통해 우주의 주요 구성 원소를 추론할 수 있다.
결과
① 각 기체마다 고유한 선 스펙트럼이 관찰된다.
② 선 스펙트럼의 위치를 비교하여 원소의 종류를 알아낼 수 있다.
③ 우주를 구성하는 물질로부터 오는 빛의 스펙트럼을 분석하여 우주에서 수소와 헬륨의 질량비가 약 3:1임을 알아내었다.
Q 다음 설명 중 옳은 것은 ○, 옳지 않은 것은 ×로 표시하시오.
⑴ 원소의 스펙트럼을 관찰하면 원소마다 스펙트럼에 나타나는 선의 위치가 모두 다르다. ( )
⑵ 어떤 물질의 스펙트럼을 관찰하면 그 물질을 구성하고 있는 원소의 종류를 알 수 있다. ( )
⑶ 수소의 흡수 스펙트럼과 방출 스펙트럼에 나타난 파장의 위치는 서로 다르다. ( )
⑷ 별과 은하의 스펙트럼을 분석하면 우주의 주요 구성 원소를 알아낼 수 있다. ( )
⑸ 우주에서 오는 빛의 스펙트럼을 분석한 결과 우주의 수소와 헬륨 질량비는 약 1:3이다. ( )
자료출처: 지학사 핵심큐 통합과학
