- 질문 게시판입니다.
Date 19/04/09 18:52:42
Name   우주견공
Subject   천문or물리 바보 질문
첫번째 질문
태양계 내 천체들은 태양을 중심으로 공전하잔아요. 천체들이 태양 중력의 영향권 안에 있고 공전하면서, 태양의 중력과 공전하는 원심력으로 인해 일정한 궤도를 유지하고 있다고 이해하고 있습니다. 그럼 지구 중력을 벗어나기위한 제1우주속도와 같은 개념의 태양계 탈출 속도 같은 것이 있나요?

두번째 질문
우주를 배경으로한 과학소설을 보면 우주공간에서 조난을 당하거나하여 구조신호를 보내는 경우가 종종있는데 구하러 가려면 좌표가 있어야 하잔아요? 기준이 될만한 천체는 모두 무언가를 기준으로 공전하고 있고, 동서남북의 방위가 있지도 않은데  우주에서 좌표는 어떻게 알 수 있나요?



1


Cascade
2는 기준점이 있다면 아마 삼차원 벡터 좌표로 표현할 수 있습니다

만약 태양이 기준점이라면 태양에서 xyz가 어디 어디 어디 인 점에 있다고 하면 되는 것이죠
Cascade
탈출 속도에 관한 개념은 여기서...!

https://namu.wiki/w/탈출%20속도#s-2.2
마술사
태양도 우리은하 내에서 공전중이고 우리은하도 이동중이라고하는데 우주에 기준점이라는게 있을까요?
Cascade
은하 단위로 기준점을 따로 잡으면 됩니다
우주견공
기준점을 벡터로 잡을래도 공전때문에 방위가 계속 바뀔텐데 어떤식으로 적용하는지? 은하중심을 (0,0,0) 으로 잡고 x축을 은하원반, z축을 이에 직각으로 설정한다해도 여전히 y를 뭘로할지...
crowley
1.
https://namu.wiki/w/%ED%83%88%EC%B6%9C%20%EC%86%8D%EB%8F%84#s-2.1
태양계 탈출속도 당연히!! 있습니다

2.
태양계 내부에서라면 태양을 기준으로 하면 문제가 해결되지 않을까요?

그러니까 태양도 은하계 중심을 끼고 돌고있는데 어떻게 나와 태양의 상대적 위치가 유지되는가 이런 레벨의 질문이신 것 같은데요
태양 미만 잡 천체들은 태양에 이끌... 더 보기
1.
https://namu.wiki/w/%ED%83%88%EC%B6%9C%20%EC%86%8D%EB%8F%84#s-2.1
태양계 탈출속도 당연히!! 있습니다

2.
태양계 내부에서라면 태양을 기준으로 하면 문제가 해결되지 않을까요?

그러니까 태양도 은하계 중심을 끼고 돌고있는데 어떻게 나와 태양의 상대적 위치가 유지되는가 이런 레벨의 질문이신 것 같은데요
태양 미만 잡 천체들은 태양에 이끌려서 가고 있기 때문에 태양을 상대로 한 좌표를 말해주면 그 상대적인 위치값은 변하지 않고 유지될거에요
적어도 제가 이해하는 세계관에서는 그렇습니다!
1
crowley

질문자의 정신을 더욱 혼란스럽게 하는 짤.gif
2
아 이거 너무 좋아하는 짤 중 하나에요ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 아름다워...!!!
1
우주견공
(식은땀흘리는 페페짤)
우주견공
저런 상황이라면 태양계 내에서 우주 미아가 되버린다고 하면, 느끼진 못해도 태양하고 같이 우리 은하를 공전하게 되는걸까요?
crowley
음 좀더 생각을 해보니 저도 이 개념을 정확히 이해하고 있지는 못한것 같네요
알고있다고 생각했는데, 답변을 달려고 좀 더 생각해보니 모르는 것 같아요 ㅠ

하지만 저의 이해 범위 안에서는 일단 지구탈출속도가 아닌 이상에는 지구 중력에 끌려서 지구 주위를 돌며, 또 태양 주위를 돌며 끌려다니는게 맞지 않나 싶네요
지구탈출속도를 확보 못했으면 천천히 지구로 추락할테니 결국 불타죽는것..?

지구 탈출은 했는데 태양계 탈출은 못했다면 소행성같은것들처럼 태양 주위를 돌면서 점점 태양으로 빨려들어가는걸까요? 흠...
곰곰이
가장 높은 확률로는 태양의 중력권에 갇혀 혜성처럼 장주기로 태양을 공전하게 됩니다.
하지만 미아가 되던 당시의 위치와 속도에 따라 그냥 그대로 태양계를 빠져나갈 수도 있고,
혹은 근처 다른 행성의 중력권에 잡혀 공전하게 되거나, 빨려들어가버리거나, 튕겨나가 더 빠르게 태양계를 벗어날 수도 있습니다.
우리온
1.
존재합니다!
우주속도 개념을 알고 계신다면 좀 더 이해하기 쉬울 것 같아요. 태양계 탈출 속도는 보통 [제 3우주속도]라고 부릅니다 ㅎㅅㅎ

제1우주속도라는 개념을 이미 알고 계신다는 가정하에 조금 설명하자면, 제2우주속도는 흔히 탈출속도라 얘기하는데, 지구 중력에서 벗어나 다른 행성으로 이동하기 위한 속도를 구하고자 하는 배경에서 탄생했습니다. 이 속도는 지구의 중력영향을 벗어날 때 필요한 최소한의 속도를 의미합니다!

하지만 우리는 태양계 내에서만 탐사에만 그치지 않고 태양... 더 보기
1.
존재합니다!
우주속도 개념을 알고 계신다면 좀 더 이해하기 쉬울 것 같아요. 태양계 탈출 속도는 보통 [제 3우주속도]라고 부릅니다 ㅎㅅㅎ

제1우주속도라는 개념을 이미 알고 계신다는 가정하에 조금 설명하자면, 제2우주속도는 흔히 탈출속도라 얘기하는데, 지구 중력에서 벗어나 다른 행성으로 이동하기 위한 속도를 구하고자 하는 배경에서 탄생했습니다. 이 속도는 지구의 중력영향을 벗어날 때 필요한 최소한의 속도를 의미합니다!

하지만 우리는 태양계 내에서만 탐사에만 그치지 않고 태양계 너머 더 먼 곳으로 탐사하고 싶잖아요? 그래서 그런 배경에서 제 3우주속도가 탄생했습니다. 이 [제 3우주속도]가 질문에 나오는 [태양계 탈출속도]가 됩니다ㅎㅅㅎ
한마디로 어떤 우주탐사선이 태양의 중력으로부터 벗어나고자 하는 최소 속도가 된다고 볼 수 있죠! 원리는 제 2우주속도와 비슷합니다.

여담이지만 제 3우주속도는 이론상 존재할 뿐 현재 로켓기술로는 구현하기 어려운걸로 알고이씁니다.. 이건 항공우주 영역이라 잘 모릅니다 ㄸㄹㄹ...

2.
우주는 절대적인 기준이 존재하지 않아 절대적인 좌표 개념이 존재하지 않아요! 우주는 무한히 팽창하고 있고 어느 지점을 콕 집어 기준이라 잡을 수 없기 때문이져. 그래서 동서남북 방위는 의미없습니다.

그렇다면 우주에서의 위치를 어떻게 파악하느냐. 자신이 주변의 천체들의 거리나 위치를 기준으로 잡아서 대략적으로 위치를 표현하는 방법이 있습니다. 가령 태양계 내 행성들의 위치나 거리를 파악할 때도 태양을 기준으로 잡고 구하잖아요? 그런 개념으로 이해하시면 될 것 같습니당. 태양을 기준으로 잡던지 아니면 어떤 별을 기준으로 잡던지 아니면 나 자신을 기준을 잡던지 상관없습니다!
4
우주견공
감사합니다. 상상력을 넓히자면 근처에 지구나 목성같은 것이 있다면 그나마 설명이되는데, 어벤저스 가망없어의 토니스타크 같은 상황에 놓이면 어떻게 무전을 칠까하는 망상에서...
우리온
구우래애서 우주에서의 통신이 매우매우 중요한것입니다(?)

저두 망상을 좀 섞어보면 과학이 매우매우 발달해서 은하 너머 구조신호 쳐도 받을 수 있다면 별 문제 안될듯해영 우주에서 지구로 신호를 받을 수 있다는 상황에 가정한다면요.
지구에서야 적도좌표계 지평좌표계 이용해서 천체 위치를 나타낼 수 있으니 지구에서 이케이케 해서 조난당한 사람의 근처에 있는 천체 위치 파악해서 구할 수 있지 않을까 머 그런 망상이 듭니당....
crowley
태양계 내부에는 중계기 띄운다고 쳐도 태양계 벗어나면 어떻게 통신해야할지 진짜 감도 안오긴 하네요 흠...
맥주만땅
무전이 광속이라서 토니스타크가 배고프다고 무전치면 1년 후에 무전 받고 스타크에게 달려갈 수 있지요.

초광속이동은 가능하다고 해도, 초광속 무전이 가능한지 궁금하기는 합니다.
사나남편
방법이 하나 있습니다. 공간을 접으면 됩니다.
어 노을아. 내일까지 공간 접어오렴.
음 2번은 이렇게 생각해 볼 수도 있을 것 같아요. 항성을 고정된 좌표라고 보면, 한 행성에서 바라본 3개의 항성의 상대적 위치는 그 행성의 좌표를 알려줄 수 있겠네요. (거리에 따른 측정오차를 보정해 준다고 하면)
곰곰이
현역 우리온님과 다른 분들이 워낙 잘 답변해주셔서 조금만 부연하자면,

1. 탈출속도는 중력과 직접적인 관계가 있고, 또 중력은 '거리'의 영향을 많이 받기 때문에, 해당 천체 지표면에서의 탈출속도와 좀 멀리 떨어진 공전궤도에서의 탈출속도는 (같은 천체로부터의 탈출속도라 해도) 거리가 다르기 때문에 많이 차이가 납니다. 예를 들어 태양에서 가까운 지구에서의 태양탈출속도와(초속 42km), 해왕성에서의 태양탈출속도는(초속 7.7km) 5~6배 이상 차이가 납니다. 또 지구에서 출발했다해도 시간이 갈 수록 태양으로부터의 거리는 계속 멀어지며, 필요한 탈출속도가 줄어들기 때문에 당장 초속 42km로 가속... 더 보기
현역 우리온님과 다른 분들이 워낙 잘 답변해주셔서 조금만 부연하자면,

1. 탈출속도는 중력과 직접적인 관계가 있고, 또 중력은 '거리'의 영향을 많이 받기 때문에, 해당 천체 지표면에서의 탈출속도와 좀 멀리 떨어진 공전궤도에서의 탈출속도는 (같은 천체로부터의 탈출속도라 해도) 거리가 다르기 때문에 많이 차이가 납니다. 예를 들어 태양에서 가까운 지구에서의 태양탈출속도와(초속 42km), 해왕성에서의 태양탈출속도는(초속 7.7km) 5~6배 이상 차이가 납니다. 또 지구에서 출발했다해도 시간이 갈 수록 태양으로부터의 거리는 계속 멀어지며, 필요한 탈출속도가 줄어들기 때문에 당장 초속 42km로 가속할 필요가 없습니다. 그래서 현재 초속 15km 정도로 날아가고 있는 보이저호도 다시 태양으로 끌려오지 않고 계속 태양계 밖으로 항해가 가능합니다.
그냥 해당 위치에서 당장 근처 천체나 태양에 끌려가지만 않을 정도로 슬금슬금 태양으로부터 계속 멀어지면, 엄청난 탈출속도를 내지 않고도 무한히 멀어질 수 있습니다.
https://blog.naver.com/kangcock/221488048776

2. 탈출속도와 마찬가지로 우주에서의 좌표도 전부 '상대적'인 개념만 존재합니다. 어디에 있든 가까이에 있는 천체를 기준으로 좌표를 설정하는 수 밖에 없습니다. 지구 상에 있으면 지구가 움직이지 않는다 가정하고 위치를 잡는 것 처럼, 태양계 안에 있으면 태양이 움직이지 않는다 치고 설정하고, 우리 은하계 안에 있으면 은하 중심이 움직이지 않는다 쳐야겠죠. (근데 은하 중심은 너무 멀어서 아무리 이동해도 상대적으로 별 차이가 없을테니 다른 가까운 항성/행성을 기준으로 해야 쓸만할 듯요... 공간을 접는 것 처럼 너무 먼 이야기이긴 합니다...)

*그나저나 질문의 수준이 전혀 천문or물리 바보 레벨이 아닌데요 ㄷㄷㄷ
우주견공
감사합니다. 좌표문제는 생각보다 어렵군요...
우주밖에서 추친체를 따로 사용할수 있게된다면 탈출속도는 물론이고 항성간 비행같은게 좀 더 현실성 있어지겠죠?
소행성에서 가스가 채굴된다던가....
곰곰이
현재기술로 지구 바깥 우주 영역에서 속력을 높이는 방법은 추진체보다는 행성의 중력을 이용한 스윙바이가 가장 효과적입니다. 하지만 아무리 스윙바이를 하고, 소행성에서 가스를 캐도 항성간 비행은 - 우주비행사들이 늙어죽기 전에 도착하려면 - 여전히 불가능하고요,

미래기술 영역으로 가도 추진체 방식은 용량과 무게 때문에 한계가 있고, 오히려 커다란 돛과 태양광 등을 이용해 꾸준히 점진적으로 가속하는 방식이 좀 더 가능성이 있습니다. (이론상으로는 100일 동안 빛을 받으면 광속의 절반정도까지 가속 가능하다고)
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현재기술로 지구 바깥 우주 영역에서 속력을 높이는 방법은 추진체보다는 행성의 중력을 이용한 스윙바이가 가장 효과적입니다. 하지만 아무리 스윙바이를 하고, 소행성에서 가스를 캐도 항성간 비행은 - 우주비행사들이 늙어죽기 전에 도착하려면 - 여전히 불가능하고요,

미래기술 영역으로 가도 추진체 방식은 용량과 무게 때문에 한계가 있고, 오히려 커다란 돛과 태양광 등을 이용해 꾸준히 점진적으로 가속하는 방식이 좀 더 가능성이 있습니다. (이론상으로는 100일 동안 빛을 받으면 광속의 절반정도까지 가속 가능하다고)
https://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=105&oid=022&aid=0003189875
아 물론 미래 추진체 방식 중에 반물질 쌍소멸 엔진의 경우에는 몇 g의 반물질 추진체만으로도 항성간 여행이 가능합니다. 근데 아마 그렇게 반물질을 만들고 저장하는게 거의 불가능하지 않을까 싶읍니다...

진짜 영화처럼 한 두 시간 내에 항성간 여행을 하려면 오직 공간을 접는 방법 - 워프 - 밖에 없을 것 같은데, 그런 기술을 사용하려면 목성 질량 만큼의 에너지가 필요하다거나 질량이 마이너스인 물질 어쩌고 하는 어마어마한 이야기가 나오기 때문에 현실성이랑은 너무 먼 이야기가 되겠네요.
굴러간다
2에 대한 답이 없는 듯 해서 짧게 씁니다.

지상에서 GPS를 이용해 위치/속도를 정확히 알아내는 것과 동일한 원리입니다. 심우주로 가는 탐사선이 지구 지표에서 몇 만 Km 정도 떨어져 있는 GPS를 쓸 리는 없고, 개념만 동일하다는 얘기죠.

그럼 우주상에서 GPS 위성을 대체하는 게 뭐냐... 펄서입니다. 펄서는 그 위치(방위 및 거리)가 매우 정확한 수준으로 알려져 있죠. 그리고 지금까지 알려진 모든 펄서는 태양계 주변이나 그보다 어느 정도 먼 거리에서도 그 위치가 사실상 불변이라 할 수 있을 정도로 지구에서 아주... 더 보기
2에 대한 답이 없는 듯 해서 짧게 씁니다.

지상에서 GPS를 이용해 위치/속도를 정확히 알아내는 것과 동일한 원리입니다. 심우주로 가는 탐사선이 지구 지표에서 몇 만 Km 정도 떨어져 있는 GPS를 쓸 리는 없고, 개념만 동일하다는 얘기죠.

그럼 우주상에서 GPS 위성을 대체하는 게 뭐냐... 펄서입니다. 펄서는 그 위치(방위 및 거리)가 매우 정확한 수준으로 알려져 있죠. 그리고 지금까지 알려진 모든 펄서는 태양계 주변이나 그보다 어느 정도 먼 거리에서도 그 위치가 사실상 불변이라 할 수 있을 정도로 지구에서 아주 멀리 떨어져 있습니다. 따라서 이론상으로는 3개의 펄서의 위치만 알고 있으면, 3차원 우주 공간에서 탐사선이 자신의 위치를 측정하는 것은 가능합니다.

그런데 우주 공간에 나가면 흔하고 흔한 게 별들인데, 이 중 펄서를 어떻게 구별하느냐, 는 건 별개의 문제죠. 이건 의외로 쉬운데, 펄서는 아주 정확한 주기의 전파를 방출하며 이 주기는 각 펄서마다 다르기 때문에 일종의 지문 역할을 할 수 있습니다. 즉, 펄서에서 방출되는 전파를 감지할 수 있는 센서를 달면 된다는 얘기죠. 특히 각 펄서마다 다른 전파의 주기는 심지어 매우 안정적이라서 몇 천 년 정도의 시간으로는 그 변화가 없다고 봐도 무방할 정도라는 것도 이 방법의 장점이죠.

결론적으로 말해, 보이저 1호나 2호에는 탑재되지 않았지만, 최근 들어 발사되었거나 향후 계획 중인 심우주 탐사선은 펄서를 이용해서 자신의 위치를 측정할 수 있습니다.
별쟁이
2번에 대한 답은 아마도 아직 우주라는 단어가 여러개가 있는데 스페이스(인간의 개발 가능 영역), 유니버스(일반적인 우주), 코스모스 (대우주) 대강 이런정도로 정리되는데 아직 개발가능영역이 지구 근교와 멀리 작아도 달이라서 아직 개념 정립이 되지는 안았지만 현재 천문학에서 별의 위치를 정리하는 법은 별자리를 이용하고 있읍니다.
해당 별자리 마다 영역을 정하고 있읍니다. 아마 여기에 인간이니 지구를 기준점으로 잡고 지구로부터의 거리를 만들면 될겁니다. 외계인을 만나지 않는 다면 말이죠~~
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