목차
● 근대 이후
● 산업 혁명
● 천체 물리학과 통계 천문학
● 전파 천문학
근대 이후
천체 망원경에 의한 실제 관측과 천체 역학에 의한 이론 계산은 근대 천문학의 무기가 되었습니다. 이들을 이용하여 새로운 여러 천체의 발견과 예측이 계속되었습니다. 그 결과로 1930년까지 태양계의 범위는 예전부터 있었던 토성에서 명왕성으로 약 5배가 확장되었으며, 태양계의 구성 내용은 태양, 행성, 위성 이외에도 혜성, 소행성, 유성체 등 다양하게 되었습니다.
관측과 계산이 정밀하고 정확해짐에 따라 지구의 운동도 점차 밝혀지게 되었습니다. 기원전 2세기경에 발견된 세차운동 이외에도 1745년에 장동, 1891년에 위도 변화를 발견하였는데, 이들은 지구 자전에 따른 이론적 결론과 일치하였습니다. 또한 1676년에는 목성의 위성식 현상, 1745년에는 광행차, 1839년에는 연주 시차가 차례로 발견되면서 지구 공전의 결정적 증거가 되었습니다. 그 결과로 코페르니쿠스 이래 종교적 교의와 과학적 진리와의 대립의 형태로 계속되었던 지구중심설 대 태양중심설의 시비는 태양중심설 후자의 승리로 돌아갔습니다.
산업 혁명
천체 역학의 성과를 토대로 하여 생산의 시대에 전성기를 누렸던 기계론적인 자연관은 점차 자취를 감추었고, 이에 대신하여 에너지론적인 자연관이 주류를 이루기 시작하였습니다. 이 같은 동향은 기계의 원동력을 탐구해 가는 동안에 18세기 후반~ 19세기 중엽 제1차 산업 혁명기 시대에 주로 열역학, 광학의 법칙이 발견되었고, 19세기 중엽~19세기 말엽 제2차 산업 혁명 시대에 주로 전자기의 법칙이 발견된 결과입니다. 열, 빛, 전기, 자기에 관한 여러 가지 현상은 힘에 관한 현상을 포함하여 서로 밀접한 관련이 있으며, 이러한 모든 자연 현상은 에너지의 드나듦에 의하여 환산된다고 하는 견해가 지배적인 것이 되었습니다. 그리고 이와 같은 입장에서 천체 연구에도 물리학의 여러 방법이 응용되었습니다. 옛날 그리스의 히파르쿠스(Hipparchus)에 의하여 시도되었던 항성의 등급 결정은 천체광의 정량적 연구였으며, 이에 대하여 1666년 뉴턴에 의해 창시된 일광의 스펙트럼 분석은 천체광의 정성적 연구였습니다. 19세기에 들어서 1830년에는 광도계, 1814년에는 분광계가 천체 관측에 채택되면서 이러한 천체 물리학의 분야가 발전하였습니다.
천체 물리학과 통계 천문학
20세기에 들어와서는 1900년에 등장한 양자론에 의하여 천체 물리학의 이론적 기초가 확립되었습니다. 1938년의 연주 시차의 검증은 태양중심설의 결정타가 되었으며, 동시에 항성의 거리 측정의 길을 열어 주었습니다. 이에 의하여 천문학의 대상 영역은 태양계를 넘어서서 은하계까지 전개되었습니다. 항성의 위치, 거리, 운동, 반지름 등의 기하학량과 항성의 등급, 광도, 색깔, 스펙트럼, 표면 온도, 질량 등의 물리량들은 직접 관측할 수 있는 자료를 기초로 순차적으로 도출되고, 산정되는 것인데, 많은 수의 항성 자료의 통계적 처리 결과 몇 쌍의 특정의 두 양을 직결하는 경험법칙이 발견되었습니다. 예를 들어 항성의 스펙트럼형과 광도, 연성의 질량과 광도, 맥동성의 변광 주기와 광도 등의 사이에 성립되는 관계입니다.
이와 같은 모든 관계는 한편에서는 그 성립 이유가 이론적으로 해명된다는 것과 다른 한편에서는 이 경험법칙을 살려서 미지량(未知量)의 추정에 적용할 수 있다는 2가지의 면에서 중요한 의미를 가지게 됩니다. 이러한 통계적 연구 방법이 총정리되어 통계 천문학이 성립되었습니다.
통계 천문학의 원조는 윌리엄 허셜입니다. 그는 1784년 항성의 광도의 천구면 분포를 통계로 나타내 은하계의 형상을 추정했으며, 1783년에는 근거리 항성의 고유 운동을 통계로 나타내 태양의 공간 운동을 확인하였습니다. 1918년 미국에 대형 망원경이 설치되면서 관측 가능 범위가 증대되었고, 외은하계의 자료가 집적되어 은하의 모습을 상상할 수 있게 되었습니다. 이들을 관측하는 데 필요한 것은 대형 망원경 이외에도 1850년경 이후 개발된 천체 사진술이었고, 우주 구조론에 도움이 되는 기초 이론은 1915년에 발표된 상대성 이론이었습니다.
전파 천문학
제2차 세계 대전 이후에 급격한 발전을 본 분야 중에 전파 천문학이 있습니다. 전파 천체는 전쟁 전인 1931년에 이미 발견되었던 것이었지만, 전후 전파 망원경의 진보에 의해 발견 수가 현저하게 증가되었고 광학 망원경과는 또 다른 다채로운 우주상을 보여주었습니다. 1939년에는 항성의 광열원을 공급하는 것이 항성 내부의 열핵 반응이라는 것이 확인되었으며, 그 결과 항성의 화학 조성 은 점차 변질되는 것으로 추정되었습니다. 또한 1929년에는 외은하계가 거리에 비례한 속도로 후퇴하고 있다는 사실이 관측되었으며, 이러한 사실은 우주의 팽창을 뒷받침하고, 원시에는 대우주 전체가 한 점에서 출발했을 것이라고 해석하게 되었습니다. 오늘날의 천문학에서는 항성도 우주도 함께 진화하고 있는 과정 중에 있다는 우주 진화론이 연구되고 있습니다.