고졸 과학 · 빅뱅과 원소의 생성

검정고시 과학 「빅뱅과 원소의 생성」, 무엇을 외우고 어떻게 적용하는지 예제와 함께 정리했습니다.

「빅뱅과 원소의 생성」 핵심

우주는 빅뱅 이후 팽창하며 식었고, 이 과정에서 가장 가벼운 수소와 헬륨의 원자핵이 먼저 만들어졌습니다. 탄소, 산소, 철 같은 무거운 원소는 이후 별 내부의 핵융합과 초신성 폭발로 만들어졌습니다.

문제 다음 중 빅뱅 직후 우주에서 가장 먼저 만들어진 원자핵으로 옳은 것은? ① 철 ② 탄소 ③ 수소와 헬륨 ④ 금

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③ 수소와 헬륨입니다. 철과 탄소는 별 내부에서, 금처럼 철보다 무거운 원소는 초신성 폭발에서 만들어졌습니다.

문제 별의 중심부에서 핵융합으로 만들어질 수 있는 가장 무거운 원소는?

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철입니다. 철은 핵융합으로 에너지를 더 얻을 수 없는 원소라서, 그보다 무거운 원소는 초신성 폭발 같은 특별한 과정이 필요합니다.

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분석한 1개 회차에서 이 개념을 직접 묻는 문항이 2번 나왔습니다.

모든 원소가 빅뱅 때 만들어졌다고 고르는 실수가 많습니다. 빅뱅에서 만들어진 것은 수소와 헬륨이고, 우리 몸을 이루는 탄소나 산소는 별 속에서 만들어졌습니다.

핵융합과 핵분열은 반대 과정입니다. 핵융합은 가벼운 원자핵이 합쳐지는 것으로 별의 에너지원이고, 핵분열은 무거운 원자핵이 쪼개지는 것으로 핵발전에 쓰입니다.

우주가 충분히 식어 원자핵과 전자가 결합해 원자가 만들어졌을 때 퍼져 나온 빛입니다. 지금도 우주 모든 방향에서 관측되며 빅뱅 우주론을 뒷받침하는 대표적인 증거로 출제됩니다.