8월18일 밤 행성들이 줄을 선다, 이번에 놓치면…

작성일 08-12

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">[서윤빈의 과학 읽다]직관적인 천동설 뒤엎고 끝내 지동설 드러낸 과학의 오랜 역사</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="qvTdF0rRR2">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="19b1df113ae766273f1c9e7b8fe4aec738722cfc4c4bd66226cdfb8d2d436588" dmcf-pid="BhlM5tEQd9" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="2025년 1월25일 저녁 8시께 관측된 6개 행성 정렬 현상. 국립과천과학관 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/12/hani21/20250812171914324hruo.jpg" data-org-width="970" dmcf-mid="zJlM5tEQeV" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/12/hani21/20250812171914324hruo.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            2025년 1월25일 저녁 8시께 관측된 6개 행성 정렬 현상. 국립과천과학관 제공
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="7d2ad628fbe796640c410b4835606f2d15854744fc2f84b17af3acd1ea7c79f6" dmcf-pid="blSR1FDxRK" dmcf-ptype="general">2025년 8월 새벽하늘에 경이로운 우주쇼가 펼쳐질 예정이다. 수성, 금성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 달과 함께 무대에 서는 것이다. 쇼의 이름은 ‘행성 정렬’(Planet Alignment). 여러 행성의 공전주기가 맞아떨어질 때만 찾아오는 특별한 공연이다. 이번 행성 정렬은 8월 초부터 중순까지 이어지며, 특히 8월10일과 8월18일께가 공연을 관람하기 가장 좋은 시기다. 하늘만 맑다면 행성들이 한 줄로 서서 반짝이는 걸 오페라글라스 없이도 볼 수 있을 것이다. 원활한 관람을 위해 오늘은 쇼의 비평가인 천문학자들의 말말말을 알아보자.</p>
          <h3 contents-hash="fc670824e35a6855d5e19eecfcf0346dcdfc045371176d323f3b1a8cbbe2ab7a" dmcf-pid="KSvet3wMJb" dmcf-ptype="h3">하늘에 던진 인간의 질문</h3>
          <p contents-hash="45203662c1e08d6c4a58d36d87b2453c3bd291b01ecfb7f8b09ca7d7ae716ae6" dmcf-pid="9vTdF0rRLB" dmcf-ptype="general">인류는 아주 오래전부터 행성의 움직임을 관찰하고 기록해왔다. 고대인들에게 행성은 떠돌이처럼 밤하늘을 가로지르는 신비로운 존재였다. 고정된 별자리와 달리 제멋대로 움직이는 듯 보이는 행성의 모습은 사람들의 호기심을 자극했고, 이는 곧 우주의 질서를 파악하려는 시도로 이어졌다. 고대 바빌로니아인들은 무려 기원전 8세기부터 점토판에 행성의 위치와 움직임을 정밀하게 기록했다. 이 방대한 데이터는 행성의 주기를 예측하고 나아가 일식과 월식 같은 중요한 천문 현상을 예견하는 데 활용됐다.</p>
          <p contents-hash="dc2bef68566e973b2ed9a342047b85675a4ac60f8b8c76a8f208628c554f95ac" dmcf-pid="2TyJ3pmedq" dmcf-ptype="general">하지만 맨눈 관측에는 한계가 있었다. 특히 행성들이 가끔 진행 방향을 바꿔 뒤로 움직이는 것처럼 보이는 역행 운동은 고대 천문학자들에게 가장 큰 난제였다. 중세까지만 해도 지구를 우주의 중심에 두고 모든 천체가 지구 주위를 돈다는 천동설이 대유행이었는데, 천동설로는 이 역행 운동을 설명하기 어려웠다. 천동설을 집대성한 고대 그리스 출신의 천문학자 프톨레마이오스는 이 난제를 해결하기 위해 주전원이라는 복잡한 개념을 제시했다. 행성이 지구 주위의 큰 원(대원)을 따라 돌기만 하는 것이 아니라 그 원 위에 있는 또 다른 작은 원(주전원)을 따라 한 번 더 돈다고 해석한 것이다. 주전원 개념을 도입하면서 천동설은 행성의 역행 운동 문제도 해결해냈지만, 그 복잡성은 우아한 설명을 원하는 이들의 마음에 더 큰 불을 지필 뿐이었다.</p>
          <p contents-hash="9818f0653385ddd0c0765addbc094746680189211b87ffc5e44cb1d4b96be9ad" dmcf-pid="VyWi0UsdMz" dmcf-ptype="general">지동설로의 전환은 그로부터 한참이나 지난 17세기 들어서야 이뤄진다. 이탈리아의 과학자 갈릴레오 갈릴레이는 직접 제작한 망원경으로 목성 주위를 도는 네 개의 위성과 금성의 위상 변화 등을 관측했다. 이는 지동설을 뒷받침하는 과학적 증거였고, 갈릴레이는 지동설의 아버지로 널리 이름을 알리게 된다. 그러나 그건 어디까지나 훗날, 갈릴레이가 죽은 뒤의 일이다.</p>
          <p contents-hash="96519e4826670367964759ae08ca55e8015df5c2107fe5e39a7d3eedabf471b5" dmcf-pid="fWYnpuOJe7" dmcf-ptype="general">갈릴레이는 지동설의 창시자가 아니다. 갈릴레이가 지지했던 지동설은 한 세기 전 사람인 니콜라이 코페르니쿠스가 주장한 것인데, 정확히 말하자면 그 역시 지동설을 ‘재발견’한 것으로 지동설의 기원은 무려 고대 그리스 철학자 아리스타르코스다. 아리스타르코스는 프톨레마이오스가 천동설을 집대성하기 두 세기 전에 자기 생각을 발표했다. 사람들이 17세기까지 천동설을 믿은 것은 지동설을 몰라서가 아니었다. 오히려 천동설이 지동설보다 더 설득력이 있었기 때문이다.</p>
          <h3 contents-hash="7fce9b9fff6996b232a296e2b71cb44aec7847fe8550496bd0077e21651e31e7" dmcf-pid="4YGLU7Iidu" dmcf-ptype="h3">지구를 중심에 둔 직관, 우주를 중심에 둔 추론</h3>
          <p contents-hash="07500f6c4834084cec7a09f9cf26967af37d089e6f90170271dac7971e33b13b" dmcf-pid="8GHouzCnLU" dmcf-ptype="general">천동설과 지동설은 각각 직관을 이론의 핵심 근거로 삼았다. 천동설의 경우에는 “내가 발을 딛고 있는 지구가 돌고 있다면 나 역시 그것을 느낄 수 있어야 한다. 그러나 그렇지 않으므로 움직이는 것은 하늘(우주)이다”라는 감각이다. 반면 지동설의 직관은 덜 ‘감각적’이다. 아리스타르코스의 논리는 “내가 계산한 결과에 따르면 태양이 지구보다 크다. 작은 것이 큰 것 주위를 도는 것이 자연스럽다”라는 추론에 기반한다. 코페르니쿠스의 경우는 더 추상적인데, 그는 지구가 움직이는 천체 모델이 더 “수학적으로 단순하고 아름다울 것”이라고 믿었다. 하지만 막상 코페르니쿠스가 제시한 지동설 모델은 프톨레마이오스보다 더 많은 주전원을 사용했다. 행성들이 아름다운 원 궤도를 돌게 하기 위해 끼워 맞춘 것이었다. 이 문제는 이후에 요하네스 케플러가 타원 궤도를 도입하면서 해결되는데, 그전까지는 직관적으로나 미적으로나 천동설이 지동설보다 더 합리적으로 보일 수밖에 없었다.</p>
          <p contents-hash="4d130cc6bbb5a9d4e7c41404e53fbf6910095d465da98c12844ef073ebba056d" dmcf-pid="6HXg7qhLRp" dmcf-ptype="general">케플러의 시대 이전까지 천동설은 지동설보다 더 논리적이기까지 했다. 지동설에는 프톨레마이오스가 제안한 주전원 모델로는 설명하기 어려운 현상을 설명할 수 있다는 장점이 있었으나, 이는 천동설을 유지하면서도 설명될 수 있었다. 가령 케플러의 스승인 튀코 브라헤가 개량한 천동설은 “지구를 제외한 행성들은 태양 주위를 돈다. 태양과 달은 지구 주위를 돈다”는 모델이었는데, 이는 코페르니쿠스식 지동설보다 정확하게 행성의 움직임을 설명해낼 수 있었다. 물리학 역시 천동설을 지지했다. 중력에 관한 당시 과학자들의 입장은 “물체가 바닥으로 떨어지는 것은 세상 모든 물체가 우주의 중심으로 가라앉으려 하는 성질이 있기 때문”이라는 것이었다. 지동설을 입증하기 위해서는 지구가 우주의 중심이 아닌데도 왜 중력이 발생하는지 설명해내야 했다. 나아가 “흙이 뭉쳐져 만들어진 지구가 움직이는데 왜 부서지지 않는지”, 앞서 천동설의 핵심 직관으로 제시된 바 있는 “왜 사람들이 지구의 움직임을 느끼지 못하는지” 역시 난제였다.</p>
          <p contents-hash="3b25197e1aa15b83aebcf4c4e3505c26507365f93cf96c66d8d242073d0afe79" dmcf-pid="PXZazBloR0" dmcf-ptype="general">이러한 문제들은 아이작 뉴턴이 만유인력 이론을 비롯한 역학 개념을 정리한 이후에나 설명할 수 있게 된다. 만유인력 이론은 중력이 물체에서 발생하는 것이므로 어디에나 있다는 사실을 밝힘으로써 지구가 우주의 중심이 아닐 수 있는 근거를 마련했다. 흙으로 된 지구가 부서지지 않는 이유와 인간이 지구의 운동을 느끼지 못하는 이유는 “외부에서 힘이 가해지지 않는 이상 움직이는 물체는 계속 움직이고, 정지한 물체는 계속 정지한다”고 하는 관성의 법칙으로 해결된다. 특히 뉴턴 역학은 지구의 물리법칙과 우주의 물리법칙을 한 원리로 설명해낸다는 점에서 가장 크게 기여했다. 갈릴레이가 망원경으로 관찰한 결과를 가지고 지동설을 주장하던 시기, 그의 말문을 막은 질문 중에는 이런 것도 있었다. “왜 망원경으로 천체를 관찰함이 합당한가?” 당시에는 우주가 에테르라는 신비한 물질로 채워져 있다고 믿었고, 그러므로 지상계와는 전혀 다른 법칙을 가졌다고 여겨졌다. 갈릴레이는 망원경으로 지상의 먼 곳을 본 것이 실제와 같았으므로 천상계 역시 망원경으로 볼 수 있을 거라고 얼버무리는 수밖에 없었다고 전해진다.</p>
          <h3 contents-hash="04b8f36191b47ae2641fe3e60ad2caf1ee0c78c4e19707458a2bf5d6a30f9115" dmcf-pid="QZ5NqbSgM3" dmcf-ptype="h3">소걸음으로 나아가는 역사, 밤하늘도 마찬가지</h3>
          <p contents-hash="ce781a1a731e8351ae08d9ca2fc14285667e7471f9dd0bc2aa64242a1230869f" dmcf-pid="x51jBKvanF" dmcf-ptype="general">천동설이 지동설에 완전히 자리를 내주는 것은 그로부터도 한 세기가 더 지난 18세기 일이다. 멀리서 볼 때는 당연한 이행처럼 보이는 것도 자세히 들여다보면 그리 간단하지만은 않았던 셈이다. 소걸음으로 움직이는 것은 역사만이 아니다. 과학과 밤하늘도 마찬가지다. 이번 행성 정렬을 놓치면 다음 기회는 2026년 2월에, 그 뒤로는 아마 10여 년은 기다려야 할 것이라니 하루 정도는 밤하늘을 올려다보며 반짝이는 상상에 빠져들어보는 것은 어떨까?</p>
          <p contents-hash="7d8a9932b6194003eac94ef4024220c42ea8bb725c9b35b6ce676ede9662c56f" dmcf-pid="ysO6GXj4et" dmcf-ptype="general"><strong>서윤빈 소설가</strong></p>
          <p contents-hash="2ea2ad8e062e7072c0af4105975789d4f254afd85a2deb62f389446924439c1f" dmcf-pid="WOIPHZA8M1" dmcf-ptype="general"><strong>*세상 모든 콘텐츠에서 과학을 추출해보는 시간. 공대 출신 SF 소설가가 건네는 짧고 굵은 과학잡학. 3주마다 연재.</strong></p>
         </section> 
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