천문학의 99%는 `빛`입니다. 빛을 쪼개서 별을 분석하는 방법!(천문학 개론1: 빛과 측정)

0:00 그래서이 모든 것들을 설명을 해서 이렇게 만들면 야 설명할 수 있다.이 이렇게 움직이면은 우리가 의문을 갖는 모든 것들이 어 설명이 가능하다. 안녕하세요. 반갑습니다. 항성입니다. 아 오늘 좀 특별하게 시작을 하고 있습니다. 오늘은 저 혼자 할 예정이고요. 뒤에 써 있듯이 오늘 할 내용은 첫문학 개론. 오늘 할 거는 이제 빛과 측정이라고 하는 첫 번째 이야기를 할 거고요. 그다음에 두 번째 내일은 결과 원소 그다음에 세 번째 은화와 우주의 역사에 대해서 이렇게 첫문학 개론을 한번 해 보려고 하는데 사실은 많은 분들이 그러세요. 첫문학이라는게 공부를 잘해야 할 수 있고 또 똑똑해야 할 수 있다. 그게 아니라는 걸 모든 분들에게 심어

0:46 주는게 저의 목표이기도 합니다. 그럼 첫문학계론 첫 번째 이야기에 오늘 빛과 측정에 대해서 먼저 한번 시작해 보도록 하겠습니다. 그 예전에 정말 막 사이월드 이럴 때 제 프로필에 철학을 수학으로 푸는 사람이라고 이제 제가 프로필을 걸어 놓은게 있는데 다시 말해서 천문학이라는게 뭐냐라고 봤을 때 첫문학은 인간의 철학적 질문들이 있잖아요. 우리는 어디서 와서 어디로 가는 건지 그리고 과연이 지구만이 생명체가 사는 건지이 천문학이라고 하는게 뭐냐라고 했을 때 기본적으로 천자는 하늘이죠. 하늘이고요. 그다음에 문이 희한하게 글문자를 씁니다. 그다음에 학은 여러분들 잘 알고 계시는 배울학자. 그래서 첫문학자라고 하면은 하늘의

1:33 글을 읽는 학문이다라고 보면은 될 것 같아요. 그래서 아까 제가 철학이라고 했잖아요. 철학을 수학으로 푸는 사람. 이거 제가 예전에 다녔던 한국 천문 연구원에 딱 입구에 있는 사명비라고 하는데 우리는 우주에 대한 근원적 의문의 과학으로 답한다라고 되어 있어요.이 연구소 이름이 한국 천문 연구원이잖아요. 그러니까 천문학이라고 하는 거는 다시 말해서 수학과학으로 해결을 하고자 하는 것들이 바로 첫문학이라고 볼 수가 있습니다. 그래서이 문은 보통 그리라고 많이 알죠. 그리기도 한데 뭐가 있냐면은 무늬, 모양, 형태 이런 것들을 다 가지고 있어요. 그렇기 때문에 첫문학이라고 하는 거 자체가 기본적으로 하늘에 있는 어떤

2:20 패턴이라든지 하늘의 무늬, 하늘의 변화를 읽는 학문이다라고 보시면은 될 것 같아요. 그래서 그다음 장 주시면요. 첫문학이라는게 되게 특이해요. 천문학이라는 학문은 실험실에서 하기가 매우 어려운 학문입니다. 뭐 실험실에서 우리 우주만한 진공을 만들기도 너무나 어렵고요. 그렇다고 별에 가서 무언가를 직접 가지고 와 볼 수도 없어요. 그렇지만이 실험을 대신하는 것들이 있죠. 바로 컴퓨터 시뮬레이션입니다. 첫문학자들은 컴퓨터 시뮬레이션으로 많은 것들을 연구를 하고 그 이론들이 나오면은 관측을 통해서 그 이론들을 증명을 합니다. 그렇기 때문에 이렇게 실험실에서 뭔가 실험을 할 수도 없고 직접가 볼 수도

3:06 없기 때문에 뭔가 그래도 연구는 해야 되잖아요. 연구를 할 도구가 필요합니다. 그 도구가 뭐냐? 바로 빛이에요. 첫문학의 시작이자 끝이 바로이 빛입니다. 그래서 오늘 첫 번째 강의도 빛과 측정. 그러니까 빛이란 무엇이고 빛이 얼마나 중요한지에 대해서 이야기를 해 보려고 합니다. 자, 그래서 첫문학이 있고요. 그다음에 천체 물리학이 있습니다. 첫문학은 영어로 애스트로라고 하죠. 천체 물리학은 애스트로직스라고 합니다. 그래서 저는 BA 에스트로미고요. 그러니까 학부는 첫문학을 땄고요. 그다음에 PhD는 천체 물리학으로 받았어요. 그래서 첫문학이라는 거는 아까 보여 드렸죠. 하늘의 무늬를 읽는 학문이다. 근데

3:52 천체 물리학은 하늘에 떠 있는 무언가.이 체는 몸이죠. 몸입니다. 오브젝트예요. 이게 하늘의 무늬를 읽는 거고 이거는 하늘에 떠 있는 어떤 천체들 그니까 모든 것들에 대해서 어 연구를 했었어요. 하늘에 있는 어떤 천체들에 대해서 그 사물들의 이치를 알아보는 어 학문이다라고 보시면은 될 것 같아요. 사실 요즘에는 현대 천문학에서는 첫문학하고 천체 물리학을 굳이 나누지는 않습니다. 예전에는 그게 나눌 수밖에 없었어요. 그래서 첫문학은 무엇을 하는 것이고 천체 물리학은 무엇을 했던 건지에 대해서 제가 지금부터 말씀을 드릴 건데 옛날 사람들은 생각해 보면은 밤늘을 보면서 어 저 별이 계속 이쪽으로 움직이네. 아니면은 어 저 별은 매년 이때쯤이면은 저기를 지나가는구나. 어

4:40 추워지기 시작하니까 이런 별자리들이 나타나네. 이런 식으로 관측을 통해서 예전에 망원경이 없었을 시기에도 이런 관측을 했을 거잖아요. 그래서 마치 지도를 그리듯이 하늘의 지리를 파악을 하고 별들의 움직임을 통해서 단력을 만들거나 기을 점치던 거를 우리가 천문학이라고 불렀었어요. 그런데 천체 물리학이라고 하는 거는 뭐냐면은 하늘의 이치를 파악을 하고 알아내는 거예요. 그러니까 다시 말해서 어 저 별은 어떻게 태어나서 어떻게 죽는 거지? 어 저 별은 왜 크기가 다르지? 왜 하얀별이 있고 노란별이 있고 저별은 왜 빨간 거지? 이런 것들을 점점 물리학적으로 분석할 수 있게 되면서 천체 물리학이라는 개념이 갈라져 나오면서 세분화되기 시작했어요. 이때 무언가가 나왔으니까

5:27 천문학에서 천체 물리학으로 발전을 했겠죠. 그래서이 천문학과 천체 물리학을 가로지르는 경계선에 있는 어떠한 기술이 나옵니다. 이거를 기술 또는 기능이라고 하는데 이게 바로 분광학입니다. 분광학이라고 하는 거는 여러분들 스펙트로스코피 망원경이 아니에요. 망원경이 나왔을 시기만 하더라도 계속 천문학으로 남아 있었어요. 그런데 분광학이라고 하는 것이 나오기 시작하면서 아 저 별에는 어떠한 성분이 있겠구나 이런 식으로 뭔가를 분석을 할 수 있게 된 거죠.이 스펙트로스코피가 나오면서 천문학과 천체 물리학이 발전을 했다. 이게 한 19세기 말 그니까 1800년대 후반에 나오거든요. 그래서 빛을 쪼개자. 다시 말해서 빛을 통해서 우리가 어떤 성분을

6:14 알아낼 수 있다라고 보는 거죠. 그래서 천체 물리학의 탄생을 얘기를 할 때 저는 꼭 얘기를 하고 싶은 사람이 있는데 프랑스의 철학자 중에 오기스트 콩트라고 하는 분이 계십니다.이 오기스트 콩트라고 하는 분이 1700년대 후반 1800년대 초였어요. 그죠?이 이 시기를 좀 잘 봐야 돼요. 이분이 무슨 얘기를 했냐면은 저는이 문장을 너무 좋아하거든요. 과학을 올바로 이해하기 위해서는 역사를 알아야 된다. 저는 항상 이거이 이야기를 해요. 왜냐하면은 어떠한 과학의 원리적 이유가 나오는 데는 다 그 역사적 배경이 있거든요. 여러분들 양자 역학 대학교 때 배우신 분들도 있을 텐데 양자 역학을 이해하고 배우는데 가장 좋은 방법은 뭐냐면은 교양도서라든지 이런 거를 사서 양자역학의 역사를

7:00 배우는게 가장 중요합니다. 왜 그때 이런 문제를 연구를 하기 시작했고 그때 사람들은 왜 이렇게밖에 생각을 하지 못했을까라고 하는게 가장 중요한 부분이에요. 그래서 과학사가 그만큼 중요하다라고 하고요. 또 한 말이 있어요. 우리는 별까지의 거리나 별들의 움직임은 알 수 있을지 몰라도 별의 화학적 구성 성분은 영원히 알 수 없을 것이다. 왜냐하면은 인간은 결코 별에 갈 수 없기 때문이다라고 얘기를 했습니다. 당시로서는 매우 합리적인 생각이었어요. 당연히 그렇죠. 매우 합리적인 생각이에요. 이분이 돌아가신 때가 1857년이고이 말을 거의 돌아가시기 직전에 말년 때에 하셨다라고 합니다. 그런데 바로 얼마 안 있어서이 말을 한지 수십년

7:47 만에 한 3, 40년 만에 어떤 분이 나오시냐면은 요제프 폰 프라운호퍼라는 사람이 스펙트럼의이 검은줄들을 발견을 합니다. 뉴턴이 발견한 이런 태양빛의 스펙트럼을 봤더니어야 여기 왜 검은줄이 있어?이 이 검은 줄들은 뭐지라고 나오는 거죠. 이게 흔히 말하는 태양의 바코드라고 하는 부분이기도 하거든요. 여기 보면은 뭐 K선도 있고 H선도 있고 G선도 있고 A B C D EFG HK 이런게 다 있잖아요. 이렇게 검은 선이 있는 것을 발견을 했습니다. 근데 당시에 프라운너오퍼도 어,이 검은선이 뭔가를 의미를 하겠다라고 생각은 했는데 이게 정확하게 뭔지에 대해서는 밝히지 못했어요. 그다음에 키르이호프 왜 우리 물리 시간에

8:33 전자기 그거 화면은 이렇게 도성 그려 놓고 키르이 호호의 법칙 하면서 이렇게 전류 그다음에 전압 저항 구하는 거 이렇게 했었잖아요. 그 키르이 호호 맞아요. 키르이호프하고 그다음에 독일의 화학자였던 로베르트 분쟁이라는 사람이 있습니다.이 이 두 명이 무엇을 만만들었냐면은 아 지구의 원소들의 저런 스펙트럼을 찾아보니까 저런 특정한 검은 선들이 나오더라. 그래서 저 검은 선들을 통해서 저 별에 어떠한 원소들이 숨어 있는지를 알 수 있다. 마침 그때 나왔던이 스펙트럼 분석법을 통해서 어 태양에 있는 구성 성분도 지구에서 발견되는 구성 성분과 그렇게 다르지 않은데라는

9:18 것을 알게 되는 거죠. 그렇게 알게 되면서 아까 말했던 꽁때가 말했던 별이 어떤 원소로 구성이 되어 있는지는 인류가 전혀 알 수 없을 것이다라고 얘기를 했던게 고작 3, 40년 만에 바로 깨져 버린 거죠. 그래서 우리가이 스펙트럼 분석법이라는게 나오기 시작하면서 그때부터 천체 물리학이 나오기 시작했다라고 보시면은 될 것 같아요. 근데 여러분들 궁금하지 않아요? 저 밑에 보면은 빨주노초 파남보 다 보이죠? 뉴턴이 봤어요? 아니, 뉴턴도 태양빛을 통해서 저거를 봤는데 뉴턴은 왜 저 검은선을 못 보고 프라운 오퍼는 왜 저 검은선을 봤을까라는 생각 안 드세요? 아니, 왜냐면은 둘 다 태양빛을 프리즘으로 이렇게 쫙 나눠 가지고 저렇게 본

10:04 거거든요. 근데 뉴턴은 왜 못 보고 프라운 오퍼는 왜 봤나? 저 이거 되게 궁금했거든요. 프라운 오퍼가 난시. 아, 왜 난시예요? 아, 뉴턴은 자기 돈 찌르느라 못 봐서. 아, 그럴 수 있죠. 프리즘도 좋은 프리즘을 썼어요. 근데 여기에 제가 좀 찾아봤더니 여러분들 지금 뉴턴의 그 분광이라고 치시면은 보시면은 어떻게 돼 있냐면은 뉴턴은 벽에다가 조그만 동그란 구멍을 뚫었어요. 어둡게 하고 구멍을 하나 뚫어 가지고이 구멍에서 나오는 빛을 프리즘에 통과를 하고 그 프리즘에서 나온 빛을 벽에다가 이렇게 딱 반사를 시킨 거예요. 그러니까 거기서 빨주 노판보를 볼 수가 있었던 거죠. 근데 프라운 오퍼는 엄청난 광학 기술을 가지고 있었어. 광학자였어요.이 광학하고 그다음에 수학을 완전 독학을

10:51 해 가지고 엄청나게 광학 쪽에 있어서 놀라운 지식을 가지고 있었거든요. 프라운 오퍼는 어떻게 했냐면은 이런 조그만 구멍을 통해서 햇빛이 들어오게 만들었어요. 이런 거를 우리가 뭐라고 그러죠? 슬릿이라고 부릅니다. 슬릿을 통해서 들어오게 만들고 그거를 종이에 붙여서 현미경으로 봤어요. 그러다 보니까 슬릿을 통과를 하고 이렇게 하다 보니까 거기에 나오는 해상도가 아예 달랐던 거예요. 그러니까 요렇게 조그만 구멍을 뚫게 되면은 뭐냐면 빛이 뭉개져서 들어와요. 빛이 뭉개져서 빨간색 위에다가 뭐 예를 들면은 다른 색깔 빛들이 다 얹혀져서 나오다 보니까 스펙트럼이 나와도 그 다른 색들과 서로 섞이고 섞이다 보니까 그 프라운 호퍼가 봤던 그

11:37 검은 줄이 안 나왔던 거고요. 프라운 호퍼는이 슬릿을 통해서 봤습니다. 그다음에 현미경을 통해서 봤기 때문에 이때 흡수선들 그러니까 검은 줄들을 볼 수가 있었던 거죠. 자이 첫문학은 그러면 언제 태어났을까? 언제 시작된 학문일까라고 하면은 많은 사람들이 오스트랄로 피테쿠스도 하늘을 보지 않았겠냐? 그래서 하늘을 보고 아 저게 별이다. 저게 움직이는구나를 인식을 한 그 순간부터 첫문학은 시작이 되었다라고 얘기를 하는 사람들이 정말 많이 있습니다. 저도 거기에 동의는 하는데 저는 좀 하나를 추가를 하고 싶어요. 사실 천문학이라고 하는 거는 여기 학자가 들어 있잖아요. 학이라고 하는 거는 무언가를 배우고 가르치고 전술를 해야 돼요. 그죠? 그렇게 하기 위해서는

12:22 뭔가가 필요하죠. 기록이라는게 필요합니다. 그래서 첫문하기 시작은 본 순간이 아니고 기록을 한 순간이 바로 저는 첫문학의 시작이라고 생각을 합니다. 꼭 문자일 필요는 없고요. 어떤 식으로든지 기록을 만들어야 된다. 그때가 천문하기 시작이다. 자, 반복적으로 이루어지잖아요. 천문 현상들은. 그렇기 때문에 뭔가를 보고 패턴화시키는 거는 본능적으로 합니다. 왜냐면 인간의 본능이 모든 것들을 패턴하는데 엄청나게 기능화돼 있어요. 그런데 농경 사회가 시작되면서 부족이 생기고 집단이 생기고 국가가 생기기 시작하지 않습니까?이 이 모든 집단들이 점점 점점 커져 가는데 있어서 가장 중요한 거는 농사였어요.이 농사는 시간과 때

13:08 그리고 반복이 엄청나게 중요합니다.이 농경 시작에 전환이 가능했던 거는 그 전에 이런 것들을 보고 아 이때쯤이면은 파종을 해야 돼. 이때쯤이면은 수학을 해야 돼. 이때쯤이면은 내년을 위해서 땅을 갈아엎어야 돼. 기록으로 남겼기 때문에이 기록을 바탕으로 시작된 거죠. 그래서 인류가 부족을 이루고 국가를 이루는데 있어서 천문학이 가장 중요한 부분이었습니다. 그래서 반복을 이렇게 기록을 하는 순간부터 우리는 뭐를 할 수 있느냐? 미래를 예측할 수 있게 돼요. 그 당시만 하더라도 예측은 생존의 문제와 관련이 있고요. 그다음에 예측을 할 수 있는 사람은 권력을 가지게 됩니다. 여러분들 보셨습니까? 선덕 여왕에 보면은 맨 처음에 줄을 이루는 에피소드가

13:56 사다함의 매화를 찾아야 된다라고 해 가지고이 사다함의 매화가 뭐냐? 그래서이 매화를 찾기 위해서 암투가 벌어지고 권력이 벌어집니다. 그리고 사담의 매화가 정차가 밝혀지는 순간이 선덕 여왕에서 첫 번째로 시청률이 가장 높았던 때라고 해요. 그게 바로 저겁니다. 책. 근데 책이 뭐냐? 1년 동안의 절기 변화를 담은 책이에요. 1년 동안 어떤 일들이 일어나고 그때 과연 무슨 일들이에 벌어지며 이런 것들을 다 매년 매년 예측할 수가 있는 거죠. 그 예측이라는 거는 아까도 말씀드렸지만 권력을 만들 수 있는 거죠. 다시 말해서 제가 만 년 전에 태어났으면은 내가 왕이 될 상인가? 어. 어. 엄청난 예언을 해 주셨습니다. 반년 뒤에 여름이 올 거라고 예측을

14:41 합니다. 기가 막힌 예측이죠. 그리고 아까 저 책이라는 거를 만들 수 있었던 이유는 뭐냐면은 바로 하늘의 변화가 일정하다는 거였어요. 그래서 하늘의 변화가 일정하다라는 건 뭐냐면은 이게 무슨 의미를 갖냐면은 하늘을 통해서 처음으로 자연의 규칙을 가진다라는 거를 배울 수 있었던 거죠. 그럼 그 규칙이라는 거는 뭐냐? 어떤 규칙들을 숫자로 옮길 수 있다라고 하는 말입니다. 하늘이 일정하다는 거는 규칙을 가지고요.이 규칙은 숫자로 표현을 할 수 있다라는 말입니다. 그래서 첫문학에 있어서는 우리나라도 엄청나게 선진국이었습니다. 자료 한번 주시면요. 동양에서 가장 오래된 하늘을 관측하는 첨성대가

15:27 있고요. 그다음에 오른쪽에 있는 거 여러분들 다 아시죠? 천상열차 분야 지도입니다. 하늘에 있는 모든 별들을 다 저기에 표시를 해 놓고 심지어는 은하수 은하수도 저렇게 표시를 했어요. 그런데 이렇게 탄생한 첫문학기 서양에서는 어떻게 하게 되었냐? 바로 대항해 시대였습니다. 항해였죠.이 대항해 시대가 언제였냐? 15세기에서부터 한 17세기에 거쳐서 일어나게 됩니다. 여러분들 항해를 하면은 바다 한가운데 특히 반만 되면은 아무것도 안 보여요. 그 당시 GPS가 있었겠어요? 뭐가 있었겠어요? 그렇기 때문에 내가 가고 있는 방향이 내가 원하는 방향인지 아닌지를 알았어야만 했었어요. 물론 나침반이 있기는 있었습니다. 그럼에도

16:13 불구하고 많은 사람들이 정확하게 방향 타로 잡았던 거는 뭐냐면은 6분이라고 하는 것과 에스트롤라베라고 하는 내가 어디에 있고 그다음에 지금 내가 가고 있는 위치 이런 것들을 다 확인을 할 수 있는 방향이었어요. 별은 장식이 아니라 좌표가 됩니다. 그렇죠? 지금 보시면은 저 별의 좌표들이 있죠. 그리고 저 사람이 들고 있는게 바로 6분의라고 하는 거거든요. 그래서 저렇게 6분의라든지 아니면 에스트롤라베라고 하는 저런 도구를 써서 6분는 방향을 찾아가는 거고요. 에스트롤라베는 아까 저 뒤에 보시면은 저게 정확하게 그려진 거는 아닌데 이렇게 에스트롤라베가 밑에 갈아끼는 판들이 있었다라고 해요. 그래서 판들이 있어서 그 별에 좌표를 찍고 그 판들을 갈아끼면서 그 좌표에 맞는

16:58 그림이 딱 나올 때 그 위도가 거기에 표시가 된다고 합니다. 그래서 에스트롤라에는 여러 판들이 있고 그 판을 갈아끼면서 지금쯤의 위치가 어디냐 거기에 나오는 섹스턴을 통해서 나오는 빛들이 별들이 지금 여기와 딱 맞을 때 아 지금쯤의 위치는이 정도가 되겠구나라고 알고 있습니다. 아무튼 요렇게 대항의 시대에서 천문학이 중요하게 사용이 되었다라고 이제 할 수 있죠. 그리고 16세기가 들어오면서 같은 시기에 유럽에서도 첫문학이 점점 근대화가 되기 시작합니다. 대항의 시대 이때 15세기 그다음에 16세기까지만 하더라도 당시를 지배하고 있던 우주를 바라보는 관점이 뭔지 아세요? 바로 천동설입니다. 당연하잖아요. 당연히

17:45 우리는 가만히 있고 하늘의 모든 것들이 움직이잖아요. 이거는 그 당시만 하더라도 너무 합리적인 거였어요. 그렇지 않아요? 하늘에 있는 모든 것들이 움직이고요. 저 밑에 보면은 달부터 시작해서 수성, 금성 그다음에 태양. 근데 어떻게 보면 순서는 또 맞아. 그렇죠? 수성, 금성, 태양 그다음에 화성이 있고요. 그다음에 목성, 토성 이런 것까지 다 나와 있어요. 근데 저 천동서를 가만히 보면 가운데 뭐가 있죠? 지구가 있습니다. 당연히 하늘에 있는 모든 것들이 움직이기 때문에 이거는 너무 그 당시의 상식에 틀림이 없었어요. 저 같아도 당연히 천동서를 믿었죠. 믿을 수밖에 없었죠. 속보 천문학 항상 첫 아니라니까. 그 당시에 내가 있었다면

18:30 어 그 당시에 내가 있었다면 그리고이 천동설이라는게 언제 처음으로 나오게 되냐? 고대 그리스 시대 프톨레 마이오스라고 여러분들 들어보셨을 거예요. 프톨레 마이오스가 1, 2세기 거의 서기 100년 이때부터 코페르니쿠스가 16세기 말에 나올 때까지 무려 1500년 이상을 지배를 해오던 관념이었어요. 가만히 생각해 보세요. 여러분들 지금 내가 정말 기가 막힌 이론을 하나 들고 나왔어. 근데 그 이론은 뉴턴의 만유력 그다음에 뉴턴의 새 법칙을 어겨야 돼.이 말이 돼요? 안 되잖아요. 약간 이러면은 좀 이상한데 2단인데 약간 요런 취급 봤죠. 거의 급이었어요. 근데 이거를 지동설로 바꿀 수 있었던 이유가

19:16 있습니다. 왜? 점점 더 세밀하게 관측을 하고 그 당시의 과학 기술이 조금씩 조금씩 발전하기 시작하면서 사람들이 깨어나기 시작했던 거죠. 그래서 얘를 볼게요. 당시에 천동설이 설명을 하지 못했던게 있어요. 바로 이겁니다. 지구가 있고요. 화성에서 보면은 보통 모든 천체들이 한 방향으로 별들 사이로 천천히 한 방향으로 이동을 합니다. 그런데 우리가 화성 같은 움직임을 보면요. 1번 2번을 갖다가 3번도 가요. 3번까지는 아무 이상이 없어요.이 2번에서 3번 가는 거는 한 방향으로 쭉 가죠. 그런데 갑자기 얘가 3번에서 잘 가던 방향을 비틀고 돌아옵니다. 4번으로 오고 5번으로

20:02 와요. 그리고 갑자기 다시 6번으로 가요. 그리고 7번으로 가죠. 야, 이거 이상해. 왜 이런 현상이 일어나지? 천동설이라고 하면은 우리가 알고 있는이 그림이라고 하면은 저런 현상이 나타날 수가 없어. 일반적인 천동설만으로는이 설명이 현상을 설명하기가 어려워요. 그런데 설명을 할 수는 있어요. 어떻게 하냐면은 지구가 여기 있죠. 얘네가 돌잖아요. 궤도를 갖고 돌잖아요. 근데 얘네가이 궤도를 돌는데이 와중에 이렇게 뺑글뺑글뺑글 돌면서 이동을 한다. 그 지구는 가만히 있고 여기를이 궤도를 도는데 이렇게 도는 거야. 이렇게 돌면서 움직이는 거죠. 이런 거를 우리가 주전원 에피사이클이라고 하는데 그니까 뱅글뱅글 뱅글 돌면서 이렇게

20:47 전체적으로 궤도를 하면은 그렇죠. 공전 궤도해서 공전을 또 하는 거야. 그렇게 하면 설명을 할 수는 있어요. 화성 역행에 대해서 설명을 할 수가 있어요. 또 있어요. 또 뭐가 있냐면은 여러분들 지금 우리는 되게 보기 힘든데 가끔 금성을 보잖아요. 금성은 항상 해가 뜨기 직전에 새벽이나 아니면 해가지고 난 직후 그때만 볼 수 있어요. 다시 말해서 수성 또는 금성은 태양의 근처에서만 보여요. 왜냐면은 목성이라든지 토성이라든지 화성은 한밤 중에도 보이거든요. 그런데 수성하고 금성은 꼭 해가지기 직전이나 아니면은 해가 진 직후 그다음에 태양이 뜨기 직전 이럴 때만 보인단 말이에요. 아니 그러면은 얘네는 왜 한밤 중에는 볼 수가 없는 거야? 이것도 어떻게든

21:33 설명을 할 수가 있어요. 이건 좀 복잡해서 제가 이따가 그림을 보여 드릴게요. 이것도 어떻게는 설명을 할 수가 있어요. 또 화성의 밝기와 목성의 밝기와 크기가 자꾸 변해. 여기 보면은 화성이든 목성이든 지구의 거리가 일정하기 때문에 얘네가 크기가 커지거나 밝아질 이유가 없거든요. 그런데 화성 보면은 목성 보면은 커지거나 밝아지거나 하죠. 이런 것들은 왜 일어나는 거지? 이거 다 설명을 할 수가 있어요. 그래서이 모든 것들을 설명을 해서 이렇게 만들면 야 설명할 수 있다.이 이렇게 움직이면은 우리가 의문을 갖는 모든 것들이 어 설명이 가능하다. 개멋있죠. 아무튼 돼요. 믿어 주고 싶죠? 야씨

22:19 저시대카오스 일원을 된다는게 중요한 거예요. 이렇게 하면은 다 돼. 아 얼마나 이뻐요. 가운데 꽃도 있고. 근데 이때 코페르니쿠스가 이런 생각을 합니다. 아까 오컴의 면도날 지루하고 현학적인 것들은 제외하고 심플이즈 베스트 가장 간단하게 설명할 수 있으면은 그게 최고다. 이게 바로 오컴의 면도날이거든요. 가만히 생각을 해 보니까 야 과연 우주라는 자연이 이렇게 복잡하게 만들어져 있을까? 그럼 우리는 앞으로 첫문학을 어떻게 해야 되지라고 생각을 할 수가 있는 거예요. 그래서 생각을 바꿨습니다. 예를 들어서 행성의 역행이라든지 수성과 금성이 나타나는 시간과 위치라든지 아니면은 화성과 목성의 밝기가 변하든지 이런 것들을 어떻게 하면 설명을 할 수 있을까라고 나왔던게 코페르니쿠스가 만든 이거죠.

23:05 이래서 지동설이 나왔습니다. 태양을 가운데다 두고 수성과 금성을 안쪽에다 두고 그다음에 지구가 있다라고 하면은 항상 수성과 금성은 태양이 보이는 쪽에 보일 거고 아까 그 말도 안 되는 그림에서 이렇게 간단하게 나올 수 있으면 이게 답이지 않을까라는 생각을 한 거예요. 그렇죠? 사상이 바뀔 정도. 그러니까 그걸 어떻게 그려 사상이 바뀔 정도로 힘든 거예요. 그러다 보니까 simple플 is best 이거를 정말 단순하게 만약에 만든다면 어떻게 만들 수 있을까를 찾아봤더니 오른쪽 그림과 같은 지동설 여기서 중요한 건 뭐냐면은 우리가 그 아까 복잡한 천동설에서 지금 나온이 지동설로

23:50 바뀌는데 있어서 어떤 새로운 사실이 추가된게 아니에요. 화성의 역행 관측이 됐었죠. 수성과 금성의 위치에 뜨는 때 관측이 됐었죠. 그다음에 화성과 목성의 밝기 이런 것들 너무 관측이 됐었단 말이에요.이 새로운 사실 몰랐던 사실을 추가하는게 아니라 이런 것들을 더 자연스럽게 묶는 구조가 핵심이었던 거예요. 그래서 나타난게 지동설이었던 거죠. 코페르니쿠스가 1590년대에이 지동설을 주장을 합니다. 그리고 2단으로 몰리죠. 근데 직관이 대단하지 않아요? 이걸 딱 생각할 수 있을 정도면은 저도 진짜 그렇게 생각을 합니다. 그리고 다를 지구 옆에 둔게 너무 신기하죠. 저때 위성의 개념이 드러나게 되는 거예요. 그래서이 관점이라는게 너무나 놀라웠기

24:37 때문에 청구의 회전에 대하여 회전이라는 단어 자체가 혁명이라는 말로 지금도 쓰이고 있습니다. 그런데 문제는 뭐냐면은 당시에 2단의 문제는 차치하고서라도 부족한게 있었어요. 뭐였냐면은 관측 데이터예요. 관측 데이터. 이거를 지동설이라는 개념을 두고 관측을 했을 때 과연이 그동안 우리가 알았던 행성의 움직임들 그다음에 별들의 움직임들은 어떻게 설명을 할 수 있을지에 대한 관측이 부족했던 거예요. 여기서 이제 티코브라이가 등장을 하는 거죠. 이분이 티코브라이입니다. 티코브라이는 당시 덴마크의 국부의 1%를 혼자 가지고 있었다고 할 정도로 엄청나게 부자였어요. 그리고이 지금요 관측소를 덴마크 정부에서 지어줬습니다.

25:22 그러니까 왕정에서 지어줬어요. 티코브라이가 대단한 건 뭐냐면은 망원경 없이 하늘을 완전 정밀하게 측정한 사람이에요. 망원경이 없이 하늘을 보는 데에 있어서 가장 정확한 방식을 들고 왔어요. 바로 각도를 들고 나옵니다. 여러분들 하늘의 보름달 있잖아요.이 하늘의 보름달의 지름이 제가 조금 있다가이 단위에 대해서는 설명을 드릴 거예요. 30각분 또는 30분각 아르크미닛이라고 하는데 30분각 정도예요. 30각분 정도 되는데 이게 뭐냐면은 1도가 60각분이에요. 그러니까 1°를 60개로 나눈 것 중에 30개 정도 돼요. 그러니까 0.5도 되는 거죠. 0.5°. 근데 이거를 저 별들의 위치 있잖아요. 그린 것들. 저 그린 위치를 어느

26:09 정도 정확하게 만들었냐라고 하면은 저 별들의 위치가 정확하게 5차가 4각분내로 마칩니다. 그러니까 관측을 아까 보여 드렸던 그런 엄청난 관측 데이터를 바탕으로 4 각분내로 다 맞춰요. 그거를 어떻게 관측을 했냐? 맨눈으로 관측을 합니다. 그니까 완전 그 당시만 하더라도 초정밀 관측을 했던 거죠. 엄청나게 정확하게 관측을 했던게 바로 티코브라이입니다. 그렇기 때문에 맨눈으로 하늘에 있는 모든 천체를 엄청나게 관측을 해 가지고 모든 기록을 남겼어요. 그러니까 그 관측 데이터가 어마어마하게 쌓였습니다. 그리고 그 당시에 티코브라의 포닥으로 있었던게 누군지 아세요 혹시? 그 당시에 포닥으로 있었던게 바로 요한네스 케플러입니다.

26:55 화성의 관측 자료들을 봅니다. 그런데 이상한게 있어요. 아까 그 5차 범위가 얼마라고 말씀드렸죠? 5차 범위가 4각분. 그런데 아까 그 화성의 역행, 화성의 위치를 정말 자세히 보니까 5차가 팔각분에서 그 이상 나는 거를 확인을 했어요. 그 데이터가이 데이터입니다. 이상해요. 왜 왜 이렇게 5차가 나는 거지? 왜 5차가 날 수가 없는데 보시면은 바깥쪽이 정확한 원이잖아요. 지금 케플러가 들고 있는 것도 컴퍼스예요. 저 컴퍼스를 이용을 하면은 정확한 원을 그릴 수가 있는데 어 여기 보면은 정확한 원에 저 모든 바깥쪽에 화성의 궤도들이 맞아 들어가야 되는데 근데 위쪽은 잘 맞는데 아래쪽으로 갈수록 점점점 비어요. 이게 왜 이렇게 되는 거지라고 해서 발견을

27:42 하는게 아이 모든 것들이 우리가 너무나 당연하게 그리고 자연이라면은 너무나 당연하게 여겼던 행성의 그다음에 별들의 모든 것들의 궤도가 원이 아니구나. 이거를 만약에 타원이라고 하면은 저게 정확하게 맞아 들어가겠구나라는 거를 알게 된 거예요. 이게 뭐 때문에 알게 된 거냐면은 티코브라해의 관측 때문에 알게 된 거죠. 그래서 그려봤더니 태양을 하나의 초점으로 두는 지구의 궤도는 정확하게 원이 아니라 타원이다라는 것을 케플러가 밝혀냅니다. 타원인 거를 알다 보니까 추가로 여러 가지 계산을 하게 되는 거죠. 대부분 행성이었어요. 왜냐면 행성들이 주기도 있고 그다음에 가장

28:27 빨리 관측을 할 수가 있으니까. 그리고 나서 관측을 해서 알아낸 것들이 있죠. 타원이다 보니 한 초점을 기준으로 같은 시간 동안 움직이는 영역, 움직이는 길이를 초점과 연결한 영역은 넓이가 같다라는 거를 알게 됩니다. 이걸 계산을 통해서 알아내는 거죠. 이게 케플러의 제2 법칙입니다. 면적 속도의 법칙이라고도 하죠. 그래서 초점에서 빠르면은 가까이 빨리 움직이고요. 초점에서 멀어지면은 천천히 움직이게 되죠. 그래서 같은 시간 동안 움직이는 거리가 달라지게 됩니다. 그럼에도 불구하고 초점에서 연결한 면적은 같게 되는 거죠. 이거를 타원이라는 것을 알게 되고 얼마 안 있어서 바로 계산을 해 냅니다.

29:13 그래서 엄청난 거를 계산을 해내고 케플러의 세 번째 법칙도 곧 바로 발견을 합니다. 케플러의 세 번째 법칙은 P라고 하는데도 있고 T라고 하는데 여러분들 이제 알기 쉽게 t는 주기죠. 주기 이렇게 궤도가 있잖아요. 타원 궤도가 있으면은이 점에서 시작해서 한 바퀴 돌아오는 주기를 t라고 합니다. 우리 지구로 치자면은 1년이죠. 그래서이 주기의 제곱이 여기서 타원이다 보니까 가장 긴 반지름을 우리가 a라고 하는데 a의 세제곱에 비례한다라는 것을 알게 되었습니다. 이게 세 번째 법칙이다. 그래서 케플러의 첫 번째 법칙은 뭐다? 모든 행성의 공전 궤도는 타원이다. 그다음에 면적 속도 일정의 법칙이라고 해서 두 번째는 같은 시간

29:59 동안 움직인 거리를 초점에서부터 이은 선에 만든 면적은 일정하다. 그다음에 세 번째는 t의 제곱은 주기의 제곱은이 반지름의 세제곱에 비례한다라고 보시면은 될 것 같습니다. 이렇게 케플러의 세 가지 법칙이 나왔습니다. 그래서 정리를 하자면은 코페르니쿠스는이 법칙의 설계도를 바꿨습니다. 그래서 코페르니쿠스는 관점을 변화시켰고요. 티코브라인은 비록 천동서를 믿었지만 정확성을 줬고요. 그다음에 여기에 케플러는 그 정확도를 법칙으로 만들었습니다.이 법칙이 나오면은 하나의 학문이 완성이 되는 거죠. 이렇게 천문학이라는게 그 당시에 어떻게 발전할 수 있었는지에 대해서

30:45 근대까지 오는 첫문학기 역사에 대해서 말씀드렸습니다. 여기까지가 제가 오늘 빛과 측정에 대해서 준비한 첫 번째고요. 다음 시간에 다시 돌아오도록 하겠습니다. 감사합니다. 바로이 빛입니다. 선생님 지루해요. 첫사랑 이야기해 주세요. 지루하면 어 안 들으시면 됩니다. 첫사랑 얘기 할 수가 없어요. 저는 결혼했잖아요. 네.