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천문학

태양계 행성들에서 밝혀진 새로운 사실들 2 : 목성, 토성, 위성들, 혜성들은 젊은 연대와 창조를 가리킨다.

태양계 행성들에서 밝혀진 새로운 사실들 2 

: 목성, 토성, 위성들, 혜성들은 젊은 연대와 창조를 가리킨다.


    ”놀랍다” 또는 ”수수께끼이다” 라는 말은 태양계 천체들에 관한 뉴스 보도에서 가장 흔한 말이 되고 있다. 다음은 최근에 외행성(outer planets)들에 대해서 밝혀지고 있는 사실들이다.


목성 : 지구에 생명체 존재 역할. Space Daily(2014. 4. 11) 지에서 엘리자베스 호웰(Elizabeth Howell)은 목성(Jupiter)이 태양계 내에서 재배치되었을 때, 어떤 일이 일어나는지를 보여주는 수학적 모델에 대해서 말했다. 1990년대에 외계행성들이 확인되기 전까지, 천문학자들은 우리 태양계를 닮은 다른 태양계가 발견되기를 기대했었다. 그리고 항성들을 공전하고 있는 많은 '뜨거운 목성(hot Jupiters)'들의 발견은, 우리 행성계가 매우 예외적인 특별한 것임을 보여주었다. 암석질 행성에서 생명체가 살 수 있도록 하는 데에, 가스 자이언트의 위치는 어떤 역할을 하고 있는 것일까? 그것은 진행 중인 연구이다. 왜냐하면, 어떤 모델에서는 많은 영향을 주지 못했고, 어떤 모델에서는 지구의 기후에 극적인 영향을 주고 있었기 때문이다. 지구는 절묘한 위치(delicate position)에 존재한다고, 호주의 우주생물학자인 존티 호너(Jonti Horner)는 ”새로운 연구는 매개변수의 작은 변화가 주거성(habitability)을 얼마나 광범위하게 변화시킬 수 있음을 강조해주고 있다.”고 말했다.  


토성 고리에 달 형성? 우주생물학 잡지(Astrobiology Magazine)는 토성 A-고리의 바깥쪽에서 큰 덩어리 물질을 발견한 카시니 과학자들의 발표를 축하해주고 있었다. 어떤 사람들은 이것을 위성이 생겨나는 것으로 생각하고 있었다. 그들은 그것이 ”한 새로운 위성일 수도 있으며, 또한 알려진 행성들의 위성 형성에 대한 단서를 제공할 수 있을 것”으로 생각하고 있었다. 증거들에 기초해 보면, 그러한 축하는 실제보다 과장된 것처럼 보인다 :

그 물체는 더 이상 자라나지 않을 것으로 예상되며, 심지어 깨져버릴 수도 있다. 그러나 그것의 형성 과정과 바깥쪽 이동은 어떻게 토성의 얼음 위성들(구름으로 쌓여진 타이탄과 지각 아래에 바다를 가지고 있는 엔셀라두스를 포함하여)이 오래 전에 거대한 고리들을 형성할 수 있었을 지에 관한 우리의 이해에 도움을 주고 있다. 또한, 그것은 지구 및 태양계의 다른 행성들이 어떻게 우리의 태양으로부터 멀리 이동되어 형성될 수 있었을 지에 관한 통찰력을 제공해주고 있다.

다음 몇 번의 회전으로 사라져버릴 수도 있는 덩어리 물체에 대해 희망을 걸면서, 낙관적인 과학자들은 심지어 그것에 ‘페기(Peggy)’라는 이름도 붙여주었다. 그러나 카시니 과학자들은 그 고리는 너무도 고갈되어 달을 형성할 수 없음을 인정하고 있었다. 단지 과거에 두터운 고리를 상상함으로써, 그들은 토성의 위성들이 어떻게 형성되었을지 상상해 보는 것이다. 하지만 짧은 수명의 고리들이 처음에 어떻게 형성되었을 지에 대해서는 의문이 제기되고 있다.


토성의 엔셀라두스 : 위성의 뜨거움을 설명하기 위한 공상. 행성 과학 저널인 Icarus 지에 게재된 한 논문은, 활발한 토성의 위성인 엔셀라두스(Enceladus)의 문제점을 다루고 있었다. 관측되지 않은 과거의 주기적 가열 사건을 모델링함으로써, 그들은 오늘날의 간헐천을 설명해보고자 했다. ”엔셀라두스의 활동성은 정상 상태가 아닐 가능성이 크다”고 그들은 말한다. 그러나 정상 상태가 아닐 가능성은 엔셀라두스의 나이가 수십억 년이라는 믿음에 기초한 것이다. 여러 매개변수들을 비틀어 집어넣은 자신들의 모델에서조차, 현재의 조석 가열(idal heating)은 엔셀라두스의 열을 설명할 수 없었다. 그들의 추정은 대기 중의 가능성까지 확대되고 있었다.

(그들의 모델에서) 한 사건에 의한 가열 주기의 지속기간은 약 1억 년이다. 얼음 두께의 주기적 변화는 엔셀라두스의 물기둥 분출과 다양한 표면 상태가 가리키는 부분적 바다의 기원과 일치한다. 비록 얻어진 조석가열 속도가 관측된 열 흐름(수 기가와트)보다 작지만, (액체 물과/또는 특정 화학반응을 포함하여) 다른 가열 메커니즘들은 부분적 또는 전 행성적 지표면 아래 바다의 형성을 시발했을지도 모른다. 

그것을 실험해 본 사람이 일찍이 있었는가? 


토성의 위성 타이탄의 파도. 논문들은 타이탄 호수의 바람이 일으키는 파도(wind waves)에 대해서 서로 다되게 주장하고 있었다. 스탠포드 대학의 보도 자료는 Ligeia Mare 호수 표면은 거울처럼 매끄럽다고 (잔물결 < 1 ㎜) 주장하는 반면에, Nature News는 북반구의 또 다른 호수인 Punga Mare에서는 잔물결 ( < 2cm)이 발견됐다고 거의 동시에 발표했다. 그것은 아직도 꽤 잔잔하다. 우주생물학 잡지는 보다 정확한 관측이 어느 것인지(각각 적외선 측정과 및 라디오파 측정을 기반으로 한)에 대해서 결정하지 못했다. 바람의 상황은 거대 가스를 가진 위성의 어떤 지점이 관측됐느냐에 따라 변할 수 있을 것이다. 다른 가능성은 액체가 타르와 같이 점성을 가지고 있거나, 호수가 갯벌처럼 생각보다 더 얕을 수 있다는 것이다. ”카시니 우주선이 활동적인 파도에서 보다, 젖은 고체 표면에서 반사를 볼 수 있는 기회는 여전히 남아있다”고 Nature 지는 인정했다. 그렇다면, 타이탄의 표면에 있는 액체의 양은 이전에 예측했던 것보다 훨씬, 훨씬 더 적을 수 있는 것이다. 이전에는 수십억 년 동안 에탄(ethane)이 축적되었을 것으로 보고, 수 km 깊이의 전 행성적 에탄 바다를 예상했었다.


이아페투스 고리의 붕괴? 토성의 위성인 이아페투스(Iapetus)의 고리가 붕괴되면서 지표면으로 쏟아져 내려, 19km 높이의 적도 산맥이 생겨났을 때는, 이아페투스(Iapetus)에서는 재앙의 날이었을 것이다. 이것은 Cornell’s arXiv의 한 논문이 제안한 것으로, PhysOrg(2014. 4. 21) 지가 보도한 내용이다. 그들의 생각은 주로 삼각형 모양의 산맥 모양에 기초한 것이다. 그들은 고리의 붕괴가 언제 발생했는지, 어떻게 발생했는지, 그리고 붕괴의 원인이 무엇인지에 대해서 말하지 않고 있었다. ”이아페투스는 태양계에서 가장 이상한 천체 중 하나이다.” 그들은 결론에서 말했다. ”적도 지역 산맥의 형성은 미스터리로 남아있지만, 가장 일반적인 삼각형 형태의 능선과 안식각(angle of repose)에 가까운 경사각의 증거는 외인성 기원이 더 설득력 있음을 가리키고 있다.” PhysOrg 지는 그 문제를 푸는 데에 우주 과학자들이 좋아하는 메커니즘인 ‘충돌(impact)’에 호소하고 있었다. ”위성 주위의 고리는 다른 천체나 위성, 또는 근처의 다른 두 천체와의 충돌에 기인했을 수 있다.”


명왕성의 고리도 붕괴? 붕괴한 고리에 대해 말하면서, 명왕성의 어두운 적도 지역도 35억 년 이상에 걸쳐 쌓여진 먼지에 의한 결과일 수 있다고, New Scientist(2014. 5. 1) 지는 말한다. (초기 10억년 동안을 언급하지 않은 이유는 설명되지 않고 있었다). 작은 위성들에서 먼지는 우주로 날아갈 수 있지만, 명왕성은 유입되는 먼지를 유지하기에 충분한 질량을 가지고 있다는 것이다. 윌리엄 맥키논(William McKinnon, 워싱턴 대학)는 명왕성이 이아페투스와 같은 먼지 진공흡입기라는 것을 의심하고 있었다. ”나는 명왕성이 오고 가는 대기와 서리를 가지고 있는 매우 활동적인 장소라고 생각한다.” 그는 말했다. 먼 거리여서 관측이 어렵기 때문에, 무슨 일이 일어나고 있는지를 확인하는 것은 1년여 후에 뉴호라이즌 우주선(New Horizons spacecraft)이 도착하기를 기다려야할 것이다.


혜성 형성 이론 : 과학 논문의 제목에 느낌표가 들어있는 것은 발견하는 일은 드문 일이지만, Icarus 지에서 등장하고 있었다 : ”혜성들은 태양-성운 불안정성으로 형성되었다! - 혜성의 활동성과 그들의 형성 과정과 관련된 실험적 모델링 시도”(논문은 여기). 저자들은 ”미혜성체(cometesimals)는 먼지 구름과 얼음 집합체의 중력적 불안정성으로 인해 형성되는 것”으로 가정했던 Skorov and Blum(2012)의 혜성 형성의 독립 가설을 확인했음을 믿고 있었다. 전통적인 이론들에서, 먼지 층은 그들을 통해  휘발성 물질이 승화할 수 있도록 하기에는 너무 많은 장력(tensile strength)을 가지고 있기 때문에, 이들 저자들은 Skorov and Blum의 모델(Blum은 새로운 논문의 공동 저자 중 한 명이다)은 작동될 수 있다고 믿고 있었다.


그 논문에서, 그들은 혜성들이 더 많은 입자들을 끌어 모으고 침식을 방지하는, 충분한 크기로 형성되는 데에 어려움을 가지고 있다는 문제와 씨름하고 있었다. 두 모델들은 모두 꽤 빠른 형성을(수천 년 정도) 요구하고 있었다. 또 다른 문제는 용해하기 힘든 광물질(높은 온도에서 형성되는)들이 오르트 구름(Oort Cloud)과 카이퍼 벨트 (Kuiper Belt) 지역의 휘발성 얼음과 혼합되어 있다는 것이다. 그것들은 스타더스트 우주선(Stardust spacecraft)에 의해 와일드2 혜성(Comet Wild-2)의 표면 부근에서 탐지된 것으로, 성운(nebula) 안에서 섞여졌음에 틀림없다는 것이다. 그들의 말을 이랬다 :

미혜성체가 형성되는 시간 틀에 있어서, 고온의 응축물의 철저한 혼합이 일어나는 데에는 충분히 긴 시간이 요구된다. 하지만, 성운 가스의 수명은 확실히 짧다. 이것은 커다란 태양 중심 거리를 가지는 미혜성체의 MT(mass transfer, 또는 부착) 기원에 주요한 문제점이 될 수 있음으로, 미혜성체의 불안정성-기반 형성의 시간 틀은 항상 충분히 짧아야만 한다. 그러나 후자에서, 입자들이 튀어나가지 않고 응집될 수 있는 크기와, 중력적으로 불안정한 구름을 형성하는 어떤 농축 과정은 카이퍼 벨트와 오르트 구름이라는(아직 알려지지 않았지만) 두 저장고에서 상당히 다를 수 있다.

'반발 장벽(bouncing barrier)'은 입자들이 서로 반발하는 경향을 보여, 많은 입자들을 끌어당기기에 충분한 중력을 가지는 상당한 크기에 도달할 때까지, 질량을 잃어버리며 조각난다는 관측 사실을 말해주고 있는 것이다. 그들의 기사 제목에 느낌표를 붙였음에도 불구하고, 그들이 언급하고 있는, 혜성의 성장을 초래했다는 어떠한 농축 과정도 아직까지 알려진 것은 없다.



세속적 천문학자들이 자신들의 이론과 충돌하는 관측 사실들로 인하여 몹시 곤혹스러워 하고 있다. 그러나 그들은 무질서에 질서가 나오기를 희망하고 있었다. 그것을 컴퓨터로 재현해볼 수는 없는가? 규소 원자를 폭발시키고 무슨 일이 일어나는지 살펴보라. NASA가 보여준 멋진 비디오(2/09/14 entry)에서처럼, 지구는 생명체가 거주할 수 있도록 하는 여러 요인들로 미세하게 조정된 일종의 기계라는 것이다.


지구 너머에 있는 태양계의 행성들, 위성들, 혜성들... 어느 것도 수십억 년의 태양계 나이를 믿고 있는 세속 과학자들의 예측을 따르고 있지 않았다. 그들의 예상을 벗어난 표면 구성 물질, 밀도, 화산활동, 간헐천 등을 가지고 있었다. 그리고 모든 천체들은 독특하고 놀라운 모습으로 미스터리하게 발견되고 있다. 놀라운 수수께끼들의 대부분은 수십억 년이라는 진화론적 연대를 제거해버린다면, 사라진다. 그리고 나머지 수수께끼들도 커다란 폭발로 우연히 어쩌다 만들어졌다는 세속적 자연주의(naturalism)를 제거해버린다면, 사라지는 것이다.

 


* Solar system formation theory wrong too: From its physics to its major predictions, the nebular hypothesis theory of solar system formation has failed. The California Institute of Technology manages NASA's exoplanet database. Caltech's astronomer Mike Brown stated: 'Before we ever discovered any [planets outside the solar system] we thought we understood the formation of planetary systems pretty deeply… It was a really beautiful theory. And, clearly, thoroughly wrong.' Exoplanet discoveries, with their masses, sizes, composition and orbital characteristics different than what has been predicted for decades by the standard model of solar system formation, including with their retrograde orbits, highly inclined orbits and hot jupiters, have effectively falsified that model. So, the impressive scientific discoveries that taken together completely falsify the nebular hypothesis include:
- exoplanets contradicting the predictions of the theory
- the theory depending upon ubiquitous catastrophism
- that our Sun is missing nearly 100% of its predicted spin
- that our Sun's rotation is seven degrees off the ecliptic
- planets would not form because as admitted in Nature in 2013 'according to standard theory, dust grains orbiting newborn stars should spiral into those stars rather than accrete to form planets”
- even when dust grains and small rocks collide gently they break apart instead of accreting to form planetesimals
- even if the laws of physics enabled planet formation 4.5 billion year is far too little time to build large planets
- the missing predicted uniform distribution pattern of solar system isotopes
- the missing expected uniform distribution of Earth's radioactivity
- the contrary-to-expectations fine tuning of the solar system
- the many contrary-to-expectations transient events in the solar system
- star formation has similarly intractable physics problems
- planet formation has similarly intractable physics problems
- contrary to an Oort or Kuiper origin, comets contain earth-like minerals and rounded boulders
- short-period comets still exist even though they have lifespans of only thousands of years
- that Mercury has greater density than can be accounted for by evolutionary accretion
- the MNRAS published analysis showing simulations can never demonstrate both planet and asteroid formation
- Mercury has greater density than can be accounted for by evolutionary accretion
- the rocky planets Mercury, Venus, Earth, and Mars would rotate far more slowly if accreted from a condensing nebula
- the origin of the gas giants Jupiter and Saturn has no 'satisfying explanation' per the journal Science in 2002
- that Uranus rotates perpendicularly and that Venus rotates backwards.
So the Corporation for Public Broadcasting, the BBC, Nova, Bill NyeLawrence Krauss, etc., wrongly built public confidence in that secular origins story. The longstanding claims of solar system formation were invented ad hoc to account for the particulars of our own solar system. Now that thousands of exoplanets are being discovered, the story telling will simply become, as with epicycles and levels of Darwinian selection, shall we say, more complex.



번역 - 미디어위원회

링크 - http://crev.info/2014/05/ii-outer-planets/

출처 - CEH, 2014. 5. 3.

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=5937

참고 : 5811|5077|4638|4519|4065|4051|2950|1879|5662|5508|4750|4622|4388|4216|4123|4180|3846|3006|2581|3955|5659|5575|5422|3798|2656|4196|3972|3634|4631|5803|5187|5027|4403|4129|4036|3992|3748|3294|3222|2870|2631|1589|1393|4014|4015|4703|5585|5929|6708|6538|6517|6509|6482|6473|6460|6454|6412|6398|6368|6362|6357|6356|6343|6342|6298|6273|6267|6261|6231|6213|6202|6195|6194|6169|6140|6121|6068|6045|5993|5987|5982|5937



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