프톨레마이오스의 천동설의 등장

프톨레마이오스의 천동설의 등장

프톨레마이오스의 천동설의 등장

프톨레마이오스는 이들 일월 오행성들에 대해서 먼저 오늘날 우리가 이해하고 있는 바와 똑같이, 태양을 중심으로 지구와 행성들이 공전하고 달은 지구를 중심으로 공전하는 체계를 검토해보았습니다. 그렇다면 행성들과 달, 그리고 지구의 운동 체계가 비교적 쉽게 기하학적으로 설명될 수 있다는 것을 알았습니다. 그런데, 이 경우 한 가지 심각한 관측적인 문제점이 생기게 됩니다. 즉, 지구가 태양을 중심으로 공전을 한다고 하면 밤하늘의 별들이 1년을 주기로 위치가 반복적으로 바뀌는 현상이 관측되어야 한다는 것이었습니다. 이를 연주, 1년을 주기로, 시차, 위치가 변한다라고 해서 연주 시차 효과라고 합니다. 지구가 태양 주변을 공전한다면 지구의 위치가 왔다 갔다 하기 때문에, 지구에서 바라볼 때, 가까이 있는 별들의 위치가 왔다, 갔다, 바뀌어야 하는 현상은 매우 당연한 것입니다.

프톨레마이오스의 천동설

AD 100년경, 프톨레마이오스 당시에는 이러한 별들의 연주 시차를 관측적으로 확인할 수 있는 방법이 없었습니다. 연주 시차가 나타나지 않는다면 지구는 공전하고 있지 않다는 근거가 되는 것입니다. 당시로서는 별들이 행성들보다 더 멀리 있지 않고 행성들 사이에 있다고 생각하였기 때문에 이 와 같은 결론을 낼 수밖에 없었던 것입니다. 이와 같이, 별들의 위치가 반복적으로 변하지 않는다라는 관측적 사실을 근거로 프톨레마이오스는 지구는 움직이지 않는다라는 결론을 내린 것입니다. 그래서, 지구 주변을 공전하는 태양과 달, 그리고 오행성들의 운동 체계를 기하학적으로 세우게 된 것입니다. 잠시 생각해 보면, 태양을 중심으로 공전하는 지구와 행성들 그리고 지구를 중심으로 공전하는 달, 그런데, 실제로 움직이는 있는 지구를 움직이지 않는다고 하고, 다른 천체들의 움직임을 상대적으로 나타내려고 하면 매우 복잡한 기하학이 필요할 수밖에 없습니다. 그런데 놀랍게도 프톨레마이오스는 주전원이라는 개념을 도입해서 이러한 지구 중심의 운동 체계를 기하학적으로 완벽하게 유도해내었습니다. 그리고 모든 별들을 포함하는 밤하늘의 전체, 즉 하늘 그 자체가 지구를 중심으로 회전한다는 논리적 결과를 제시한 것입니다. 우리는 이것을 천동설이라고 부릅니다. 프톨레마이오스의 천동설은 비록 그 기하학적 체계가 매우 복잡하기는 했지만, 태양과 달, 그리고 오행성들의 운동을 완벽하게 재현해내었습니다. 따라서, 밤하늘의 별들과 더불어 관측되는 모든 천체들의 운동을 기하학적인 수학으로 기술함으로써 더 이상 천체들의 운동에 관한 또 다른 원리가 필요하지 않게 되었습니다. 완전하고 조화로운 우주의 체계가 세워진 것입니다.

정설로 받아들여진 천동설

이러한 천동설 체계는 이후 1,500년의 시간이 흐르는 동안에 천체들의 운동에 관한 정설로 받아들여지게 된 것입니다. 프톨레마이오스의 천동설의 체계를 적용하면, 일식-월식 등의 날짜를 정확하게 예측할 수 있습니다. 프톨레마이오스 시대는, 우리나라로 치면 삼국 시대에 해당되는데 우리나라 삼국시대 국가들에서도 일식과 월식에 대한 예보를 행하고 있었다는 기록들이 있다고 합니다. 어쩌면 프톨레마이오스의 천동설 체계가, 그 당시 멀리 동방의 우리나라에도 전해졌을는지도 모르겠습니다.