제가 우주론 강의 글을 쓴 이유
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우주론 강의 1. 우주론의 기본원리&허블 법칙의 유도
우주론 강의 2. 우주의 밀도와 우주 모형
우주론 강의 3. 우주론에서 다루는 거리 개념
우주론 강의 4. 인플레이션 이론(급팽창 이론)
여태까지 우주론 강의라고 제목을 붙이고 글을 썼습니다.
읽다보면 이상할 것입니다.
'이거 가지고 이해를 어떻게 하라는거야?'
라는 생각을 했다면 정상입니다. ㅎㅎ
글 자체가 어느 정도 지1에 나오는 우주론 개념을 이해하고 있다는 가정하에 썼습니다. 그래서 내용 순서가 매끄럽지 않습니다. 제가 적고 싶은 것만 적은 것이거든요.
이 글들을 쓴 이유는 딴게 아니고, 우주론 파트에 대해서 오개념이 하도 많기 때문입니다.
학생들만 오개념이 있는게 아니고, 가르치는 사람들이나 시중의 문제집, 심지어 학평 기출문제도 이상합니다(평가원에서 출제한 것들에는 문제가 없습니다.).
예를 들어볼까요?
우주론 파트 문제 중에 흔히 나오는 조건이 이겁니다.
'허블 법칙이 성립한다.'
이러고 나서 우주의 나이를 구하라고 합니다.
그리고 답을 보면 1/H 로 구합니다.
근데 이거 맞나요?
대부분의 문제집이나 교과서나 다 등속팽창 하는 우주에 대해서 우주의 나이를 1/H 로 구한다고 나와있습니다.
이것 자체는 맞습니다.
그런데 허블 법칙이 성립하는 상황에서 우주의 나이를 1/H로 구한다는 것은
'허블 법칙이 성립한다.' -> '이 우주는 등속 팽창하는 우주이다.' -> '우주의 나이는 1/H이다.'
의 논리 전개가 있는 것입니다.
그런데 이걸 이렇게 생각하는 순간 이상해지는 수능 기출문제가 있습니다.
바로 2015 지2 14번 문제입니다.
이 문제어서 ㄷ 보기는 틀린 보기입니다. 제가 볼때는 아무 이상도 없는 멀쩡한 문제입니다.
그런데 위에서 살펴본 논리 전개에 따르면 뭔가 이상하지 않나요?
이 외에도 SN Ia에서 적색편이를 후퇴속도로 해석한다던가, 지금 이 시점에 대해서 우주 모형에 따라서 거리-속도 그래프가 다르다던가, 허블 상수를 우주의 팽창속도로 해석한다던가 하는 이상한 것들이 꽤나 많습니다.
그래서 이런 잘못된 이상한 오개념들에 대해서 적는 글을 쓰고자 했고, 그래서 좀 이상한 내용들이 가득한 우주론 강의가 되었습니다. ㅎㅎ
오개념들을 명확히 지정하지는 않겠습니다. 제가 쓴 것들을 잘 읽다보면 이상한 것들을 발견할 수 있을 겁니다.
이런 이유에서 좀 이상한 내용들이 가득한 내용이 되었구요. 뭐 좀 더 깊이 공부하고 싶은 학생들도 있을 것 같아 조금 더 엄밀하게 접근을 해보려고 하였습니다.
암튼 뭐 공부 열심히 하시구요. 다들 수능 잘 보시길 바라겠습니다.
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결론부터 이야기하면 문제에서 우주는 등속팽창 우주가 아닙니다. 그러므로 ㄷ이 틀렸습니다.
이 우주가 등속이 아닌 이유는 제가 쓴 글 2번에서 볼드체로 되어있는 부분을 보세요.
이 문제를 예시로 가져온 이유는
'등속팽창우주'와 '허블 법칙'은 동치가 아니라는 것을 강조하기 위해서입니다. 등속팽창하는 우주는 허블 법칙이 성립하지만, 허블 법칙이 성립한다고 해서 등속팽창하는 우주는 아닙니다.