지동설의 등장
프톨레마이오스 이후 1500년의 세월이 지난, 서기 1,500년대 중반 드디어 유명한 코페르니쿠스가 등장합니다. 1543년, 코페르니쿠스는 프톨레마이오스의 천동설 체계가 태양, 달, 그리고 행성들의 운동을 매우 정확하게 원리적으로 설명하고 있다는 사실은 잘 이해했습니다. 그런데, 이러한 천동설의 운동 체계가 기하학적으로 너무 복잡하다는 사실을 매우 불편하게 여겼습니다. 그래서, 태양을 우주의 중심으로 하는 행성들의 운동 체계 즉 지구와 행성들이 태양을 중심으로 공전하는 지동설 체계를 재검토해보았습니다. 태양을 중심으로 행성들이 공전을 하게 되면, 매우 단순한 기하학적 원리로 행성들의 움직임을 설명할 수 있기 때문입니다. 이 사실은 그 이전 1500년 전, 프톨레마이오스도 물론 알고는 있었죠. 그런데, 프톨레마이오스가 검토하였던 연주 시차의 문제 즉 지구가 공전하면 연주 시차라는 현상이 일어나게 되고 모든 별들은 지구의 공전 주기와 함께, 1년을 주기로 위치가 변화해야 한다는 사실이 여전히 숙제였습니다.
코페르니쿠스의 발상의 전환
이러한 사실을 극복하기 위해서 코페르니쿠스는 하나의 커다란 발상의 전환을 하게 되는데 밤하늘의 별들이 태양과 달, 그리고 행성들보다 매우 멀~리 떨어져 있으면 된다, 라는 생각을 했던 것입니다. 이러한 경우가 된다면, 비록 연주 시차 효과 별들의 위치가 바뀌게 되는 현상이 설령 나타난다고 하더라도, 별들이 너무 멀리에 있기 때문에, 관측할 수 없을 정도로 매우 작을 것이라는 주장이었죠. 바로 이것이 그 유명한 “코페르니쿠스의 발상의 전환”이라고 부르는 것입니다. 이와 같은 코페르니쿠스의 주장은 밤하늘 수많은 별들을 태양계 행성들보다 훨씬 더 멀리 있게 위치하게 함으로써 당시에 생각하던 우주의 넓이를 엄청나게 확장하는 그러한 의미를 담고 있었습니다. 태양을 중심으로 지구와 행성이 공전한다는 생각을 한 코페르니쿠스는 행성들의 운동에 대해 좀 더 깊이 생각해보았습니다.
근거가 부족한 지동설의 등장
먼저, 수성과 금성은 지구보다 태양에 더 가까운 거리에서 태양을 중심으로 공전하는 내행성으로서 만약 수성과 금성을 지구에서 확대해서 볼 수 있다면 마치 달의 경우와 유사하게 생긴 모양이 지속적으로 바뀌면서 반달 모양 또는 보름달에 가까운 반달 모양이 관찰될 수 있을 것이다라는 것을 예측하였습니다. 천동설의 구조로는 수성과 금성은 초승달 모양으로만 보일 수 있습니다. 그러나, 코페르니쿠스 당시에는 여전히 망원경이 등장하지 않았고 맨눈으로만 별들을 볼 수밖에 없던 그러한 상황이었기 때문에 수성과 금성, 이런 내행성들의 모양 변화 즉 위상 변화를 직접 관측할 수가 없었기 때문에 지동설은 하나의 새로운 설로만 받아들여지게 된 것입니다.
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