세계 고대 문화인들이 하늘의 빛들을 주시하고, 숭배하고 이해하려 했으며,
또 그것들을 그들 자신의 세계관에 맞추려함
-> 하늘의 운동에서 엄청난 규칙성과 전대미문의 놀랄만한 사실을 끊임없이 발견
-> 행성들의 운동을 연구, 점성술이 발전
-> 클라우디우스 프톨레미의 우주 모델
(행성의 위치를 수백 년 동안 아주 정확하게 예견,
16세기와 17세기 유럽의 르네상스 시대가 열릴 때까지 받아들여짐)
맨눈으로 보는 밤하늘을 다루려 하며,
우리들의 머리 위 영역을 인류는 어떻게 이해하게 되었는지에 대한
몇 가지 재미있는 사건들을 검토하려한다.
인간이 빛을 분석하는데 빛이 오는 위치 (측지)
빛의 양 (측광) 들을 연구
빛의 성질 (분광)
1.1 하늘
천구 (그림 1.1)
천정과 천저
지평선: 돔이 지평과 만나는 곳을 지평선
천구의 극과 천구 적도 (→)
천구의 겉보기 운동 (그림 1.4)
- 위도(적도에서 북쪽이나 남쪽으로 떨어진 정도)에 따라 달라짐
- 주극성
- 출몰성
- 전몰성
일출과 일몰
- 태양은 매일 별들에 대해 동쪽으로 1도씩 움직인다.
-> 황도: 천구상에서 태양이 1년 동안 움직이는 겉보기 경로
-> 태양은 매일 별들보다 4분 늦게 뜬다
-> 천구의 적도와 일치하지 않고,
23도 정도 기울어져 있다
(그림 1.5)
-> 계절의 변화 (3장)
항성과 행성
행성: Planet, 그리스어로 방랑자란 뜻, 항성을 배경으로 해서 움직인다.
별자리
육안으로 약 3000개의 별을 볼 수 있다
88개의 별자리 (북반구에서는 약 50여개가 보인다)
-> 물리적으로는 큰 의미가 없다.
1.2 고대천문학
초기 그리스와 로마 우주론
망원경이 개발되기 이전에는 인간은 우주의 모습을 그려보려고 감각적인 증거에 의존
-> 철학적이고, 종교적인 상징과 조합하여 우주론 개발
피타고라스: 원과 구가 완전한 형태 -> 지구는 구형이어야 한다
아리스토텔레스: 지구가 둥글다는 논거 제시
1. 월식이 진행되는 동안
달이 지구의 그림자속으로
들어오거나 빠져나갈 때 지구의 그림자가 둥글다
2. 남쪽으로 아주 멀리 여행하는 사람은 북쪽에서 볼 수 없는 별들을 볼 수 있다
아리스타르쿠스: 지구가 태양주위를 돌고 있다고 주장
-> 당시에는 부정됨, 지구가 궤도주위를 움직일 때 별들이 서로 다른 위치에서 관측되어야 하는데
당시에는 그런 시차가 관측되지 못했다
-> 지구 궤도운동에 의한 별의 겉보기 방향변화인 항성시차가 지금은 관측됨
에라토스테네스: 지구의 직경측정
태양은 그 크기에 비해 지구로부터 너무 멀리 떨어져 있어서
지구의 어느곳에서 관측하든 태양빛은 거의 평행
-> 시에네에서 여름의 첫날 정오에
태양빛이 우물의 바닥에 수직으로 닿는 것을 알아차림
-> 시에네가 지구중심으로부터 태양에 이르는 직선상에 위치
-> 같은날 같은 시각에 알렉산드리아에서의 태양은
바로 위에 있지않고 수직선과 약 7도 기울어져있다
-> 전체원의 1/50
-> 태양빛은 평행인데 왜 지구에 도달하는 빛들은
그 표면에서 같은 각으로 관측되지 않을까?
-> 지구가 둥글어서 곡률때문이라고 생각
-> 시에네와 알렉산드리아의 거리 5000스타디아
-> 지구의 지름: 50*5000=25000 스타디아
-> 그림자, 태양빛 및 인간의 사고의 힘만으로 지구의 크기를 측정하는데 성공한 위대한 지적성취중 하나
히파르쿠스: 850개의 별에 대한 성표제작
겉보기밝기에 따라 별들을 6개의 등급으로 만들었다
-> 성표를 만들어 옛날의 자료와 비교
-> 하늘의 북극의 위치가 150년을 거치면서 변화한 사실을 발견
-> 지구자전축이 변화하는 세차운동에 기인
-> 지구는 완전한 구가 아니고 적도부근이 부풀어져있더서
태양과 달의 인력이 팽이처럼 비틀거리게 만든다
-> 세차운동의 주기는 26,000년
-> 하늘의 북극이 변한다
프톨레마이: 알마게스트저술, 행성의 운동을 예견, 지구중심설
- 지구가 움직이지 않는 정지상태에 놓여 있다고 생각
- 각 행성은 주전원을 따라 움직임
- 중심에는 이심점 (지구는 그 옆에)
- 아주 복잡해 진다
- 외행성의 역행운동을 설명하지 못함
1.3 점성술과 천문학
Astrology : Sterndeutung, 천체의 음미
Astronomy: Sternkunde, 천체를 연구하는 학문
- 시작: 행성과 행성의 운동이 왕과 국가의 운명에 영향을 준다고 믿었던 바빌로니아 사람들이
그들의 천문학적 지식을 통치자들에게 자문을 주는데 이용
- 어떤 사람이 태어날때의 태양, 달, 행성의 위치가 그 사람의 성격 및 운명에 영향을 미친다고 믿게됨
- 12궁도 : 사람이 태어날 때 하늘으 행성들 위치를 알려주는 별지도
1.4 현대천문학의 탄생
코페르니쿠스: 지구가 우주 중심에 놓여있지 않다는 것을 인식 (16세기)
-> 천체의 회전에 대하여란 책에 소개
-> 발표후 1세기가 지날때까지도 인정되지않음
<- 지구가 움직이고 있다면 우리가 그 운동을 느껴야 한다
고체덩어리가 표면에서 떨어져 나가고,
높은 곳에서 떨어진 공은 아래로 직접 떨어지지 않을 것
-> 움직이는 사람은 그런 운동을 꼭 느껴야할 필요가 없다
-> 태양중심설:
지구는 태양을 돌고있는 6개의 행성중 하나
-> 태양중심설에 의거한 금성의 위상변화
갈릴레이: 현대과학의 시작
- 망원경으로 천체관측
맨눈으로 보기에는 너무 희미한 많은 별들이 망원경을 통하면 보인다는 것을 발견
몇몇 안개덩어리들이 많은 별들로 분해되고,
은하수가 수많은 별들로 구성되어있음을 발견
목성을 돌고 있는 4개의 위성발견
코페르니쿠스의 이론을 금성의 위상변화를 근거로 시험
달의 분화구, 산맥, 계곡을 관ㅊ극
- 지구가 우주의 중심에서의 위치가 밀려남
지구가 둥글다는 증거
1. 월식이 진행되는 동안 지구의 그림자가 둥근모습 (아리스토텔레스)
2. 남쪽으로 여행하는 사람이 새로운 별들을 볼 수 있다 (아리스토텔레스)
3. 맑은 날 항구를 떠나 먼 거리로 항해하는 배
- 그 배가 항해를 계속할수록 수평선아래서 없어지게 된다
4. 우주 왕복선이나 인공위성에서 찍은 사진들은 지구가 멀리서 바라볼 때 둥글다는 것을 보여준다.
5. 지구의 여러 시간대에 있는 사람들은 서로 다른 태양의 위치를 본다