[『천문학이론』부록] 천문학의 분류 - 케러드 드빌즈 지음
① 천문학은 철학과 더불어 인간의 가장 오래된 학문이다. 대부분의 사람들은 천문학하면 흔히 별을 본다는 정도로 인식되어 있다. 물론 이 말은 틀린 것은 아니지만 천문학의 본질과는 한참 동떨어진 이해이다. 일반적으로 그것은 아마추어 천문이라고 한다. 별 보는 것 자체를 즐기는 것이라 할 수 있다. 물론 이 아마추어 천문학을 시작으로 현대의 천문학이 발달했다. 천문학은 별과 은하와 우주에 대해서 그것의 생성과 진화의 원리를 밝혀내는 학문이라고 할 수 있다.
보통 사람들의 비과학적인 인식과는 달리 천문학에서 설명하는 모든 것들은 물리학과 수학에 바탕을 두고 있는 것들이다. 천문학은 연구하는 분야에 따라서 항성천문학, 행성천문학, 은하천문학, 우주론 등으로 나누어 볼 수 있고 연구하는 방법에 따라서 이론천문학과 관측천문학으로 나눌 수도 있다. 이론천문학이란 말 그대로 펜을 가지고 물리학적으로 이론적으로 연구하는 것(=천체물리학)이고 관측천문학은 천체를 관측하면서 그 관측 결과를 토대로 어떤 결론을 이끌어 내는 것이다.
② 고대로부터 천문학(Astrology, Astronomy)은 인류의 가장 큰 관심사 중 하나였다. 또한 철학과 함께 가장 오래된 학문이기도 하다. 그런데 대부분의 사람들은 모든 천문학을 아주 어렵고 힘든, 그래서 오랜 시간동안 공부하고 연구해야만 접할 수 있는 것으로 잘못 알고 있다. 혹자는 그저 별을 바라보는 일이라고 간단히 말하기도 한다. 물론 이 말들이 완전히 틀리다고는 할 수 없지만, 고대로부터 이어져온 천문학이 현대에 이르러 어디까지 발전되고 확대되었는지에 대해서는 더 자세히 알아볼 필요가 있다.
그렇다면 현대의 천문학은 어떻게 나뉘고 무엇을 연구하고 있을까?
천문학은 크게 두 가지로 나누어 볼 수 있는데, 바로 아마추어 천문학과 프로 천문학의 분류가 그것이다. 아마추어와 프로의 차이는 정확히 정의되어 있는 것도 아니고 학술적인 분류도 아니지만, 천문학을 하는 이들이 가장 보편적으로 분류하는 방법이기도 하다.
아마추어 천문학은 쉽게 말해서 천문학을 직업으로 하는 것이 아닌, 별 보는 것 자체를 즐기는 천문학이라고 할 수 있다. 아마추어 천문학은 눈이나 관측장비를 통해서 천문현상들을 연구하거나 보는 것 자체를 즐기는 천문학이다. 안시관측과 사진촬영, 그리고 기본적인 천문학 상식과 이론 등이 이에 속하며, 관측천문학 또는 위치천문학의 분야라고 할 수 있다. 물론 관측을 통한 즐거움이 그 주목적이라고 하겠지만, 그 깊이가 깊어질수록 학술적인 면을 간과할 수 없는 분야이기도 하다.
혹자는 아마추어가 하는 일들이 단순히 천문관측일 뿐이라고도 하지만 고대로 천문학의 발달이 관측에서부터 시작되었다는 사실을 상기할 때, 분명히 아마추어 천문학은 관측천문학의 일익을 담당하고 있다고 해야할 것이다.
실제로 아마추어 천문학이 발달된 여러 나라에서는 태양계 내의 천체 움직임, 즉 소행성이나 혜성, 그리고 달이나 행성들에 대한 관측이 아마추어들의 몫으로 인식되고 있다. 미국이나 일본, 그리고 유럽의 아마추어 천문학자들은 NASA는 물론이고, 자국의 천문분야에서 놀라운 일들을 해내고 있다. 그들은 이미 수십 년간 쌓아온 관측자료들을 이용하여 프로 천문학과의 공조체제를 유지하고 있다. NASA에서 화성 탐사선의 착륙지점을 정할 때 아마추어 천문학자(단체)에게 관측자료를 의뢰했다는 일화는 그 단적인 예라고 할 수 있다.
이처럼 아마추어 천문학은 천문학을 따로 배우지 않은 일반인들도 얼마든지 우주라는 광활한 별세계를 접할 수 있는 분야이다. 더불어서 자라나는 어린이들과 청소년들에게 좀더 쉽고 친근감 있는 천문학을 전달하는 일 또한 아마추어 천문학의 중요한 역할이라고 하겠다. 세계의 여러 나라에서 이미 천문학을 청소년들의 정규 수업시간에 포함시키고 있는 점만을 보아도 그 중요성은 아무리 강조해도 모자라지 않을 것이다.
프로 천문학은 크게 '관측천문학'과 '이론천문학'으로 나눌 수 있다. 프로 천문학, 즉 학문으로서의 천문학은 다시 두 부류로 구분될 수 있다. 앞서 소개했던 관측천문학과 이론천문학이 그것이다. 한가지 주의할 것은 여기서의 관측천문학은 아마추어 천문학의 그것과는 전혀 다른 일들을 하는 학문분야라는 점이다. 쉽게 말해서 단순히 눈이나 관측장비를 통해서 별이나 성운, 성단들을 관측하는 것이 아니라는 것이다.
관측천문학자들은 관측실에 앉아 데이터를 얻고, 그 데이터를 분석하는 일들이 주요 업무라고 할 수 있다. 모든 일들이 컴퓨터로 이루어지는데, 실제로 외국에서는 천문학과 졸업생의 상당수가 전산관련직종으로 취업한다고 한다. 요즘은 천체도 모두 CCD라는 기구를 이용해서 촬영하며, 그 외에도 적외선 촬영, X선 촬영 등 기술적인 발달에 따라 그 분야가 점점 더 다양해지고 있다. 실제로 지루하다고 생각할 수 있지만, 이러한 작업들은 우주의 신비를 밝혀내는데 있어서 최선봉에 서있는 중요한 일들이다.
천문학은 별과 은하와 우주에 대해서 그것의 생성과 진화의 원리를 밝혀내는 학문이다. 천문학에서 설명하는 모든 것들은 물리학과 수학에 바탕을 두고 있는 것들이다. 관측천문학은 물론이고, 이론천문학의 경우 물리학에 대한 비중이 거의 절대적이라고 할 수 있다. 그래서 이론천문학을 달리 천체물리학이라고도 하는 것이다. 가끔은 이론 천문학자들을 일반적인 물리학자와 혼동하는 경우도 있는데, 전문적인 학문분야로서의 구분은 명확하다고 할 수 있으며, 물리학의 큰 테두리에 이론천문학도 속해 있다고 생각하는 것이 더 옳다고 할 수 있다.
천문학의 분야는 점점 더 다양해지고 있다. 천문학은 연구하는 방법에 따라서 앞서 설명한 관측천문학과 이론천문학으로 나눌 수 있다. 연구하는 분야에 따라서는 항성천문학, 행성천문학, 은하천문학, 우주론 등으로 나눌 수 있다.
- 항성천문학(Stellar astronomy) : 별의 탄생과 진화, 별의 거리, 변광성, 백색왜성과 중성자별, 그리고 블랙홀과 일반상대론 등에 대한 연구를 담당.
- 행성천문학(Planetary astronomy) : 태양계 (The Solar system)를 연구하는 분야로, 근래에는 외계행성(태양계가 아닌 다른 항성계의 행성)연구도 진행 중.
- 은하천문학(Galatic astronomy) : 은하의 생성과 진화, 은하까지의 거리결정, 은하의 분류, 암흑물질(Dark matter) 등에 대한 연구를 하는 분야.
- 우주론(Cosmology) : 허블상수(Hubble constant), 빅뱅(Big Bang), 오메가와 람다, 우주배경복사(Cosmic Microwave radiation), 우주의 미래, 인플레이션이론(Inflation Theory), 우주의 시간 등을 연구.
연구하는 파장대에(에너지영역)따라서 전파 천문학, 적외선 천문학, X-ray 및 고에너지 영역의 천문학 등으로 나누기도 한다. 응용분야로는 천체역학적인 관점에서 위성궤도역학이나 우주개발과 관련한 항공우주 또는 우주과학(Astronautics) 등이 있다.
한가지 주의할 점은 천문학과 우주과학은 다른 분야라는 점이다. 흔히들 인공위성이나 우주탐사선, 우주정거장, 그리고 우주왕복선 등을 보면서 천문학이라는 영역과 동일하게 생각한다. 뉴튼 역학에 바탕을 둔 천체역학(Celestial Mechanics)의 연장선상에 있다는 점에서는 동일하지만, 두 분야는 서로 독자적인 학문이며 우주로의 연구가 관측에서 탐사로 발전되어 오면서 우주과학분야가 천문학에 큰 도움을 주고 있다고 이해하는 것이 옳을 것이다. 실제로 우주과학은 궤도운행, 자세제어, 발사 등이 학문의 기본이 되는 것으로, 학문적인 입장에서 볼 경우에 우주과학과 천문학은 별개의 대상이다.
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천문학 제3강에 관련된 서적입니다.
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