2026 5급 PSAT 언어논리 나책형 27번 해설 – 르베리에 수성 궤도 이상

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문제

27. 다음 글의 빈칸에 들어갈 말로 가장 적절한 것은?

19세기 중반 프랑스의 천문학자인 르베리에는 뉴턴 역학에 따른 행성 궤도의 세밀한 계산으로 유명했다. 그는 ‘펜촉만으로 행성을 발견한 사람’이라는 칭송을 들었는데, 이는 1846년에 천왕성 궤도의 이상 현상을 연구해 당시 발견되지 않았던 해왕성을 발견했기 때문이다. 천왕성 궤도의 이상 현상은 천왕성에 대한 당시 관측 결과와 뉴턴 역학에 따른 천왕성 궤도의 계산 결과에서 차이가 생기는 현상이다. 르베리에는 다른 행성들의 중력 간섭을 반영해 그 차이를 줄일 수 있었으나 여전히 설명할 수 없는 차이가 남아 있었다. 이에 르베리에는 천왕성보다 더 멀리 아직 발견되지 않은 미지의 행성이 태양계에 존재한다면 그 차이를 설명할 수 있겠다고 생각하고, 그 차이를 설명할 수 있는 미지의 행성 위치를 뉴턴 역학에 따라 역산해 추론했다. 이 추론 결과에 따라, 베를린 천문대에서는 르베리에가 예측한 바로 그 자리에서 해왕성 발견에 성공했다. 르베리에는 단숨에 태양계 역학 계산의 대가로 인정받았고, 뉴턴 역학은 다시 강력하게 입증되었다.

성공한 과학자가 된 이후 르베리에는 수성 궤도의 이상 현상을 연구했다. 수성이 태양을 회전할 때마다 태양에 가장 근접할 때의 위치인 수성의 근일점은 조금씩 움직인다. ‘근일점 세차 운동’이라 알려진 이 현상을 르베리에는 뉴턴 역학에 따라 기존 행성들의 중력 간섭으로 대부분 설명할 수 있었지만, 여전히 설명할 수 없는 차이가 남아 있었다. 천왕성 궤도의 이상 현상 문제를 해결한 방안과 마찬가지 방법으로 문제를 해결할 수 있으리라 기대했던 르베리에는 ? 는 가설을 세웠다. 이후 르베리에를 추종하던 천문학자 여럿이 실제로 태양 근처에서 점 모양의 빛을 봤다고 보고하기도 했지만, 이 보고 내용을 부정하는 천문학자도 여럿 있었다.

20세기 초까지 수성 궤도의 이상 현상은 수수께끼로 남아 있었다. 이를 최종적으로 풀어낸 것은 1915년 아인슈타인의 일반 상대성 이론이었다. 아인슈타인은 태양의 강한 중력장에서 시공간이 휘어지기 때문에, 수성의 궤도에 대한 기존 예측을 수정할 필요가 있다고 주장했다. 일반 상대성 이론에 따른 그의 계산은 수성 근일점 세차 운동을 정확히 설명할 수 있었다. 르베리에의 연구는 해왕성 발견으로 뉴턴 역학의 효용성을 보여줄 수 있었지만, 수성 문제에서는 그렇지 못했다. 오히려 새로운 물리학 이론이 나타나는 계기가 되었다.

① 해왕성보다 더 먼 곳에 미지의 행성이 존재한다

② 태양 주위에서 시공간 왜곡에 의해 별빛이 휘어진다

③ 수성은 타원 궤도 내에서 불규칙적인 움직임을 보인다

④ 태양계 내 수성 근처에 알려지지 않았던 행성이 존재한다

⑤ 태양 주변의 행성 궤도는 태양의 중력장의 영향을 받는다

출처: 사이버국가고시센터

문제 해설

① 해왕성보다 더 먼 곳에 미지의 행성이 존재한다

르베리에는 천왕성보다 더 멀리 아직 발견되지 않은 미지의 행성이 태양계에 존재한다면 그 차이를 설명할 수 있겠다고 생각하고, 그 차이를 설명할 수 있는 미지의 행성 위치를 뉴턴 역학에 따라 역산해 추론했다. 이 추론 결과에 따라, 베를린 천문대에서는 르베리에가 예측한 바로 그 자리에서 해왕성 발견에 성공했다.

해왕성이 아니라 수성의 ‘근일점 세차 운동’으로 알려진 현상에서 여전히 설명할 수 없는 차이에 대해 르베리에는 해왕성 존재 가설과 같이 수성 인근에 미지의 행성이 있다는 가설을 세웠다.

따라서 보기의 내용은 옳지 않다.

② 태양 주위에서 시공간 왜곡에 의해 별빛이 휘어진다

19세기 중반 프랑스의 천문학자인 르베리에는 뉴턴 역학에 따른 행성 궤도의 세밀한 계산으로 유명했다.

20세기 초까지 수성 궤도의 이상 현상은 수수께끼로 남아 있었다. 이를 최종적으로 풀어낸 것은 1915년 아인슈타인의 일반 상대성 이론이었다. 아인슈타인은 태양의 강한 중력장에서 시공간이 휘어지기 때문에, 수성의 궤도에 대한 기존 예측을 수정할 필요가 있다고 주장했다.

아인슈타인에 의해 태양 주위에 강한 중력장에서 시공간이 휘어진다는 이론이 나온 것은 20세기이다.

르베리에가 활동한 것은 19세기 중반이다.

따라서 보기의 내용은 옳지 않다.

③ 수성은 타원 궤도 내에서 불규칙적인 움직임을 보인다

성공한 과학자가 된 이후 르베리에는 수성 궤도의 이상 현상을 연구했다. 수성이 태양을 회전할 때마다 태양에 가장 근접할 때의 위치인 수성의 근일점은 조금씩 움직인다. ‘근일점 세차 운동’이라 알려진 이 현상을 르베리에는 뉴턴 역학에 따라 기존 행성들의 중력 간섭으로 대부분 설명할 수 있었지만, 여전히 설명할 수 없는 차이가 남아 있었다.

수성 궤도의 이상 현상은 수성이 태양을 회전할 때마다 태양에 가장 근접할 때의 위치인 수성의 근일점은 조금씩 움직이는 것이었다.

타원 궤도 내에서 불규칙적인 움직임과는 관련이 없다.

따라서 보기의 내용은 옳지 않다.

④ 태양계 내 수성 근처에 알려지지 않았던 행성이 존재한다

1846년에 천왕성 궤도의 이상 현상을 연구해 당시 발견되지 않았던 해왕성을 발견했기 때문이다. 천왕성 궤도의 이상 현상은 천왕성에 대한 당시 관측 결과와 뉴턴 역학에 따른 천왕성 궤도의 계산 결과에서 차이가 생기는 현상이다. 르베리에는 다른 행성들의 중력 간섭을 반영해 그 차이를 줄일 수 있었으나 여전히 설명할 수 없는 차이가 남아 있었다. 이에 르베리에는 천왕성보다 더 멀리 아직 발견되지 않은 미지의 행성이 태양계에 존재한다면 그 차이를 설명할 수 있겠다고 생각하고, 그 차이를 설명할 수 있는 미지의 행성 위치를 뉴턴 역학에 따라 역산해 추론했다. 이 추론 결과에 따라, 베를린 천문대에서는 르베리에가 예측한 바로 그 자리에서 해왕성 발견에 성공했다. 르베리에는 단숨에 태양계 역학 계산의 대가로 인정받았고, 뉴턴 역학은 다시 강력하게 입증되었다.

아인슈타인은 태양의 강한 중력장에서 시공간이 휘어지기 때문에, 수성의 궤도에 대한 기존 예측을 수정할 필요가 있다고 주장했다. 일반 상대성 이론에 따른 그의 계산은 수성 근일점 세차 운동을 정확히 설명할 수 있었다. 르베리에의 연구는 해왕성 발견으로 뉴턴 역학의 효용성을 보여줄 수 있었지만, 수성 문제에서는 그렇지 못했다. 오히려 새로운 물리학 이론이 나타나는 계기가 되었다.

르베리에는 천왕성 궤도의 이상 현상에서 천왕성보다 더 멀리 아직 발견되지 않은 미지의 행성이 존재한다는 가설을 세웠고, 베를린 천문대에 의해 해왕성이 발견되었다.

이후 르베리에는 수성 궤도의 이상 현상인 ‘근일점 세차 운동’을 설명하기 위해 천왕성 궤도의 이상 현상 문제를 해결한 방안과 마찬가지 방법으로 수성 근처에 알려지지 않았던 행성이 존재한다는 가설을 세웠다.

이후 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 수성 근처에 알려지지 않은 행성이 아니라 태양의 강한 중력장에서 시공간이 휘어지는 현상으로 수성 궤도의 이상 현상이 일어나는 것으로 밝혀졌다.

따라서 보기의 내용은 옳다.

⑤ 태양 주변의 행성 궤도는 태양의 중력장의 영향을 받는다

천왕성 궤도의 이상 현상 문제를 해결한 방안과 마찬가지 방법으로 문제를 해결할 수 있으리라 기대했던 르베리에는 ? 는 가설을 세웠다.

르베리에는 천왕성 궤도의 이상 현상 문제를 해결할 때 태양의 중력장의 영향에 대해서는 언급하지 않았다.

따라서 보기의 내용은 옳지 않다.

정답은 ④번이다.

문제

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