중학-우주의 팽창

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틀:15개정 과학 중3 단원 보기

1. 중3과학:오리엔테이션

1. 화학반응의 규칙과 에너지 변화

1. 물리변화와 화학변화
2. 화학반응식
3. 질량보존법칙
4. 일정 성분비 법칙
5. 기체 반응 법칙
6. 화학반응과 에너지
7. 대단원 정리

2. 기권과 날씨

1. 기권의 층상구조
2. 지구의 복사 평형
3. 지구온난화
4. 기온과 상대습도
5. 구름의 생성
6. 강수 과정
7. 바람이 부는 이유
8. 중학과학:기단과 전선
9. 중학과학:날씨

3. 운동과 에너지

1. 운동을 기록하는 방법
2. 등속운동
3. 자유낙하운동
4. 일
5. 중학과학:위치에너지
6. 중학과학:운동에너지
7. 운동과 에너지 대단원 정리

4. 자극과 반응

1. 눈
2. 귀
3. 중학-피부자극
4. 중학-미각후각
5. 중학-신경계
6. 중학-자극과 반응
7. 중학-호르몬

5. 생식과 유전

1. 중학-세포분열
2. 중학-체세포분열
3. 중학-생식세포분열
4. 중학-사람의 발생
5. 중학-멘델의 유전원리
6. 중학-멘델의 유전원리2
7. 중학-사람의 유전
8. 중학-가계도 분석

6. 에너지 전환과 보존

1. 역학적에너지 전환과 보존
2. 전기에너지의 발생과 전환

7. 별과 우주

1. 중학-연주시차
2. 중학-별의 등급
3. 중학-별 색과 온도
4. 중학-은하
5. 중학-은하를 이루는 천체
6. 중학-우주의 팽창
7. 중학-우주탐사
8. 중학토론-우주탐사 해야 할까?

8. 과학기술과 인류문명

1. 과학기술과 인류문명

배우는 이유

흥미적 이유	우주의 끝은 어딜까? 출발질문(마지막까지 학습한 후에 대답해보세요~) 우주에 중심이 있을까? 있다면, 우주의 중심은 어디일까?
직업적 이유	천문, 천체 관련 진로를 꿈꾸는 이들에게. 우주 관련 진로를 꿈꾸는 이들에게. 물리학, 공학 등의 진로를 꿈꾸는 이들에게.
학문적 이유	태양계보다 더 큰 은하. 그리고 우리은하 말고도 또 다른 은하. 도대체 무엇들이 있을까? 외계인도 있을까? 우주의 끝은 어딜까? 우주의 크기엔 한계가 있을까? 인간이 도달할 수 있을까?
너희들은?	실생활에 필요 없어서 굳이 배우지 않아도? => 게임 하는 것도 실생활에 필요 없는데;;;? 이것만으론 설명이 어려울듯; 우리사는 우주니까 안배워도 된다 커서 안쓰기 때문 => 커서 안써도 되는 걸 안배워도 된다면... 너무 슬프다; 음악도, 미술도..안배워도 되지 않을까.. 아니, 그 이전에 커서 쓸 것 안 쓸 것을 어떻게 알지;;? 어쩌면...후대에는 이같은사실을 모를수있기에 상식, 천문학이 재밌어서

학습

영상

실험	영상

수업요약

핵심개념

개념	설명
우주의 팽창	1927년 허블이 천체의 스펙트럼을 관찰하다 적색 편이를 발견했다. 그 원인으로 우주가 팽창하고 있음을 들었고, 현재 이 이론이 받아들여지고 있다.
천체의 이동	멀리 있는 천체일수록 점점 더 빨리 멀어진다. 풍선의 팽창을 생각해 보면 간단히 이해할 수 있다. 이로부터 우주의 팽창 중심은 없으며, 우주 전체에서 동등하게 팽창하고 있음을 알 수 있다. 즉, 우주엔 중심이 없다.
시간을 되돌린다면?	팽창하고 있는 우주의 시간을 되돌린다면 수축하는 모습을 볼 수 있을 것이다. 이런저런 관측을 통해 현재 우주의 나이는 약 138억이라 추정하고 있다.(자주 바뀐다.)

전개질문

1. 특별한 내용은 없지요~?

도착질문

1. 어째서 멀리 있는 천체일수록 빠르게 멀어질까?(언어로 표현하는 게 쉽지 않지만, 이걸 표현할 수 있어야 제대로 안다고 할 수 있겠지.)

학생들의 질문

분류하지 않은 질문

분류	질문	대답
개념	대충 우주가 빛보다 빠르게팽창해 아무거도 안보이려면 최소 몇년이나 지나야 하나요?	어;;; 선생님도 잘은 모르겠지만, 인간이 상상하기 어려울 만큼 긴 시간이 필요하겠죠.
	타이머신을 타고 과거로 가면 다른 은하를 더 쉽게 볼수있을까요 과거에는 지금보다 은하가 더 선명히 보일까요?	네, 더 가까이에서 볼 수 있을거에요. 다만, 천년, 만년 단위가 아닌 수억년 전으로 가야겠지요.
	허블 만원경으로 별이 보이지 않는 부분을 찍어보자고 한 사람은 어떤 근거로 그러자고 한 걸까요	이유를 모를 질량이 그 자리에 있었기 때문이죠. 도대체 무엇이 있길래 그런 질량을 갖고 있는지 궁금했던거에요. 결국 아무것도 발견하지 못했고, 이 질량을 설명하기 위해 상상의 물질을 도입했는데, 이를 암흑물질이라 부릅니다.
	우주라는 공간의 개념이 받아들여지지 않습니다. 우리가 사는 공간도 넓어서 평생을 살아도 가보지 못하고 보지 못하는곳이 많은데 지구의 수백, 수천억 배 큰 우주의 크기를 선생님은 받아드려지시나요?	우주가 주는 교훈이 이런 것 같아요. 우리가 살고 보는 공간을 넘어 그 크기는 우스울 정도로 커다란, 네가 보지 못한 공간이 있다는 것. 체험하지 못했더라도 세상엔 네가 체험한 것보다 더 큰 세계가 있다는 것. 그렇게 스스로를 의심하고 타인을 얕보지 않는 것, 세상을 얕보지 않는 것. 그게 우주가 주는 가장 큰 교훈이 아닐까요?
	평행우주도 이와 관련이 있나요	아뇨; 이거랑은 좀 다른 개념이죠~
	우주가 팽창을 하면 평행우주설은 거짓인가요	각자의 우주가 팽창하고 서로 만나지 않는 상태이거나 서로 겹쳐져 있는 상태라면 아무런 문제도 없죠???
	선생님은 우주에 중심이있다고 생각하시나요?	색즉시공 공즉시색. 부처님은 내가 우주의 중심이라 하셨습니다.
	빛보다 빠르게 팽창하는게 가능한 이유가 궁금합니다. 예상해 보자면 빛보다 빠른 물질은 없지만 우주는 빈 공간이어서?	네, 우주는 물질이 아니라 공간이어서. 물질의 제약을 받지 않죠.
	빅뱅 전에는 공간도 시간도 아무것도 없다고 하셨는데 어떻게 아무것도 없는 곳에서 빅뱅이 일어날수 있나요?	그게 참 어려운 일이죠. 우리가 상상하거나 인식조차 할 수 없는 무언가로 인해 빅뱅이 일어난 것. 그건 이해하기보단 받아들여야 하는 문제인 것 같아요.
	암흑 에너지는 별들을 서로 멀어지게 한다는 것 빼고는 밝혀진게 없나요?	네, 알 수 있는 게 없어서 암흑물질, 암흑에너지에요.
	은하끼리 붙이치면 어케 되여????	은하의 구성요소들도 서로 거리가 상당히 멀기에... 은하끼리 통과해도 부딪히는 별은 생각보다 많지 않을걸요?
	우주는 얼마나 큰가요	크기를 말하는 것이 무의미할만큼.
	우주가 팽창하면서 별도 팽창하기도 하나요	아뇨, 공간이 팽창하는거지, 물질이 팽창하는 건 아니니까요.
	우주가 계속 팽창되면 이젠 밤하늘에 별을못보나요	네...ㅜ
	우주는 원래부터 있었나요?	원래가 어떤 상태의 원래인진 모르겠지만... 제가 태어났을 땐 있더라구요;
	마블에 나오는 멀티버스는 실제로 존재할까요?	증명할 길이... 아직은 없죠 ㅜ
	선생님 우주의 크기는 언제 쯤 알수있을까요..?	인간이 측정할 수 있는 한계는 이미 넘어섰기 때문에.. 인간이 우주의 크기를 알 수는 없을 것 같아요.
	우주가 팽창하면 저의에게 불이익이 있나요?	공간이 커지기만 하면... 물질들이 퍼지고 한데 모이지 못하고.. 결국엔 밤 하늘에서 아무것도 보지 못하고 온 세상에 우리만 남게 되겠죠. 태양이 없으니 에너지를 얻을 수도 없고... 하지만, 이건 너무나도 먼 이야기.
	아까 우주를 풍선에 비유해 주셨는데 풍선은 불다보면 계속 커지다가 터지잖아요 우주도 팽창하다보면 나중에 붕괴되지 않을까요? 우주가 끝없이 팽창하면 터지진 않나요	어떻게 될지 모르죠. 어째서 팽창하는지도 모르는 상태니까요. 과학자들 사이에서도 논쟁이 많은 주제입니다 ㅎㅎ
	우주가 팽창하면 지구와 태양의 거리도 멀어지는건가요?	네, 여러분과 저 사이의 거리도 멀어지고 있죠. 너무 작아서 모를 뿐.
	빅뱅이 있기 전에 뭐가 있다고 생각하시나요?	시간도, 공간도 빅뱅 이전엔 없었으니, 상상하기 어려울 것 같아요. 신이 있었을까, 악마가 있었을까..?
	우주가 팽창하지 않으면 우예 될까요 우주가 평창이 멈치면 어떠나요!	현재 상태에서 그닥 바뀌지 않을 것 같아요.
	우주는 왜 검은색인가요	빛이 도달하지 못해서...겠죠. 아직 우리에게 도달하지 못한 빛도 있을 테고.
	우주의 중심이 왜 아직 발견되지 못했나요	우주 복사선이 모든 방향에서 동등하게 있기 때문에 중심이라고 할 만한 지점을 특정할 수가 없어요;
	만약 우주의 중심이 검은 물질이고 아직 정확히 뭔지 모른다면, 어느 순간부터 우주가 수축할 가능성도 있는건가요?	네, 팽창이 끝나고 다시 수축할 가능성도 배제할 수는 없죠.
	은하가 이동하는 방향의 반대에 있는 별을 찾으면 우주의 중심이라고 볼수 있나요?	네, 그렇게 말할 수도 있겠지만, 그런 지점이 없죠. 모든 방향에서 동등하게 멀어지거든요.
	그럼 저희가 아직 관측하지 못한 은하도 많겠네요 우주가팽창하고 있는데 빛의 속도보다 빠르게 멀어진다면요	네. 그런 은하도 있고, 아직 우리에게 빛이 도달하지 못해 관찰하지 못한 은하도 있죠.
	우주가 팽창하는 속도는 알 수 없나요(알 수 있다면 지구에서 은하를 볼 수 없게 되는 시기도 알 수 있을 것 같아서)	먼 천체들의 팽창속도를 알고, 거기까지의 거리를 알고 있으니, 관측 가능한 우주가 얼마나 빠르게 멀어질지는 계산할 수 있으나... 어차피 관측 가능한 우주보다 빠르게 팽창해서 우주가 팽창하는 건 알 수 없어요. 단지 관측 가능한 우주가 넓어질 뿐.
호기심	블랙홀은 태양도 상ㅁ키나요	당연하죠. 빛도 삼키는걸?
	지금까지 우주의 탄생은 빅뱅론이 가장 적절한가요? 아니면 다른 가설도 있나요?	아직까진 이걸 이길 만한 이론은 없어요. 과학적으로.
	빛의 속도는 왜 항상 일정하나여	몰라요; 전자기파의 속도를 계산했더니 상수가 나왔어요. 왜 이런 값인지는... 아무도 모르죠;
	빛은 속도가 있으니 엄청 큰 후레쉬를 킨 뒤 멀리 떨어지면 빛이 보이지 않나요?	네, 빛이 도달하기까지 시간이 걸립니다.
	빅뱅은 왜터졌나요?	이유는 모르지;;ㅜ
	우주는 왜 계속 팽창할까요	이유는 모르지;;ㅜ
	죽기전에 우주의 비밀이 많이 밝혀질까요 우주의 신비는 인간이 멸종하기 전에 밝혀질까요?	슈퍼 인공지능이 나오면 답을 내주지 않을까요!?
	우주의 중심이 왜 아직 발견되지 못했나요	절대적인 기준...이 있다고 해도 찾을 수가 없고, 의미도 없죠; 그래서 중심이라고 부를 만한 곳도 없어요.
	은하의 개수는 무한한가요 은하는 무힌한가요	한계가 있진 않을까요? 굉장히 넓긴 해도, 물질 자체가 새로 생성되거나 하진 않으니까요.
	인간이 우주선이나 이런거로 태양계 밖으로 가본적이 있나요	보이저 1호가 태양계 밖으로 나가지 않았나?
	우주가 팽창한다면 다른 우주랑 충돌했을때 우리 우주에게 주는 영향은 무엇인가요?	차원이 다르다면 서로 겹칠 뿐 별다른 영향은 없지요.
	인간이 가장 멀리가본 행성은 무엇일까요	2021년 기준, 지구를 떠나지 못했죠.
	만약 다중우주가 존재 한다면 우주가 팽창라면서 충돌할수 있나요	서로 만날지라도, 차원이 다르면 관측도, 느끼는 것도 불가능하죠.
기타	천체망원경으로 우주를 본적 있나요?	천문대 가면 볼 수 있지. 혹은, 과학부에 있는 망원경으로 볼 수 있어요.
헛소리	저도 우주가 커지는 속도만큼 키가 크고 싶은데 방법이 있을까요	10시에 잠들기.

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수업 후, 흥미로운 것

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우주 밖의 우주. 다중우주?

답

우주에 중심이 있을까? 있다면, 우주의 중심은 어디일까?
답변	선생님코멘트
없을거같다	그렇게 생각하는 이유까지 써주었다면 좋았겠지만... 일단 현재 정설은 없다는 게 맞습니다. 상대적인 운동만 의미가 있을 뿐, 절대적인 기준은 찾을 수가 없습니다.
빅뱅이 일어난 곳? 우주의 중심은 빅뱅이 시작한 곳인것 같다	가장 적절한 답이라고도 할 수 있죠. 시작한 곳이 중심이다! 그게 어디일까?!? 찾을 수 있을까!?
있을거 같다 . 어떠한 은하의 별이 그 중심일거 같다.	각자 스스로의 중심을 갖고 있다는 말이죠? ㅎㅎ
태양 태양일것 같다	네, 우리에게 중심은 태양이죠. 다른 곳의 움직임들은 우리한테 크게 영향을 미치지 못하니까요.
우주에서 가장 큰 질량을 가진 것이 중심이다	좋은 발상이에요! 가장 큰 질량이 있는 곳으로 그때그때 우주의 기준을 바꾸는 것도 좋은 방법이죠!
우주의 중심이 없이 팽창하게 된다. (교과서 247쪽 참고)	ㅋㅋㅋㅋ 교과서를 참고해 내는 답도 좋지만, 교과서도 많이 변경되잖아요? 자신의 답을 찾는 게 더 값질거에요. 선생님께 혼난다 하더라도.
지구쪽 주변이요	지구 주변이요? 왜요??
정답이 없다. 계속 움직이기 때문에	네, 절대적인 기준...이 있다고 해도 의미가 없죠;
불랙홀이 우주를 잡고 있을 수도 있지 않을까요	그렇다기엔 블랙홀이 너무 많지 않아요?
중심은 제 주관적인 의견으로 항상 제가 주인공이기 때문에 제가 우주의 중심이라고 할 수 있죠	굉장히 맘에 드는 대답이에요. 불교의 교리를 한데 담은 대답이네요.
오히려 우주의 중심에서 중력의 반대힘을 주고 있는거 아닐까요? 그래서 우주 중심으로부터 멀어지는 거고요.	오, 그럼 우주의 중심을 이곳으로 잡으면 좋겠네! 근데, 신기한 건, 중심으로부터 멀어질수록 멀어지는 속도가 더 빠르다는 점과... 모든 공간에서 동등하게 멀어진다는 점이야. 반중력으로 우주의 중심을 찾겠다는 시도는 성공하기 어려워보여요 ㅜ
서로에 대해 멀어지고 있으니 어디도 중심이 아닙니다. 바꿔 말하면 모든 곳이 중심입니다.	네. 지금은 이게 정설이죠.
어째서 멀리 있는 천체일수록 빠르게 멀어질까?(언어로 표현하는 게 쉽지 않지만, 이걸 표현할 수 있어야 제대로 안다고 할 수 있겠지.)
답변	선생님코멘트
풍선을 불었을때 멀리있을수록 빠르게 멀어진다 예를 들어 풍선에 스티커를 붙혀서 풍선을 불어보면 풍선의 표면이 늘어나면서 스티커는 서로 멀어진다. 이때 스티커 사이의 거리가 멀수록 변화값이 크다. 이처럼 천체들로 멀어질수록 빠르게 멀어진다. 풍선을 예로 들자면 풍선에 점을 찍고 바람을 분다. 양쪽에 있던 점들은 서로 반대 방향으로 가기때문에 멀리 있을수록 빠르게 멀어진다	네, 저도 이것만큼 적절한 비유는 아직 보지 못했네요.
파도의 중심에 있는 것 보다는 가장자리에 있는게 파도의 영향을 더 잘 받는 것과 비슷할 것 같다	??? 이해를 잘 못했어;;
천체가 원의 궤도 위에 있다고 생각하고 그런 반지름이 다른 원 3개의 중심이 같다고 생각합니다. 그 후 중심으로 부터 두 직선을 그리면 호 모양이 되는데, 반지름이 가장 작은 원과 중간인 원의 호의 길이의 차보다 반지름이 중간길이인 원과 가장 큰 원의 호의 길이의 차가 가장 크기 때문이라고 설명할 수 있을 것 같습니다.(세 원의 반지름의 차는 일정함 -> 같은 거리만큼 멀어지지만 호의 길이는 멀수록 더 큰 차이가 남)	와;; ㅋㅋㅋㅋ 수학적으로 멋지고 정확한 발상이다.
답변	선생님코멘트
답변	선생님코멘트