지난 주일 오후부터 오늘 오후까지 분주했습니다.
한숨 돌리고
천문학 초보 ‘기행’을 이어갑니다.
오늘은 음력 9월 9일 상현달이 떴습니다.
이 상현달을 가지고
(지구 위의 관측자가 볼 때) 달의 모양과 (하나님이 북극 위에서 보실 때) 달의 공전 위치와의 관계, 그리고 지구 위의 관측자에게 달이 언제 뜨고 언제 지는지 등을 살펴보겠습니다.
<그림1>
이 그림에 대한 단서가 중요합니다. (1) 이 그림은 하나님께서 지구 북극 위에서 내려보시는 시점으로 그린 것입니다. 파랑 원이 지구인데 그 안의 점이 북극점입니다. 북극 위에서 볼 때 지구는 반시계 방향으로 자전합니다. (2) 지구나 달이나 햇빛 반대편에 있는 반구(半球)는 ‘밤’입니다. 우리는 밤이 되면 어둠이 하늘 저편까지 퍼져있다고 생각합니다만, 지구 그림자 부분만 어둡다는 점을 그림에 대략 표현했습니다. (3) 지구에 비해 달을 실제보다 크게 그렸고, 무엇보다도 지구와 달 사이의 거리를 실제보다 매우 가깝게 그렸습니다. (4) 달이 지구를 위-아래로 도는 것으로 착각하지 마십시오. 같은 평면에서 달이 지구를 도는 그림입니다. 그리고 지구와 달은 ”원“이 아니라 ”구“입니다.
북극 위에서 하나님이 보실 때 초승달이나 보름달이나 똑같이 햇빛을 받는 반구가 빛나지만, 지구 위에 있는 관측자가 볼 때 공전 위치에 따라 달의 모양은 노랑색 도형처럼 보입니다. 음력 1일은 달의 그림자(어두운 반구) 정면이 지구를 향해 있으므로 달이 빛을 반사하지 않고 그래서 관측자에게 달의 모습이 안 보인다고 합니다. 음력 15일 보름달은 햇빛을 반사하는 반구가 지구 정면에 있어 원 모양으로 보입니다. 하현달과 그믐달 모습이 왜 저런지 분명하지 않을 수 있는데요. 지구 위에 서서 하현달이나 그믐달 보이는 상황을 상상해보십시오. 왼편 쪽이 햇빛을 받습니다. 하현달이나 그믐달은 왼편 쪽이 햇빛 받을 때 생기는 모습입니다.
<그림 2>
지구 적도 근처에 ‘거인’(관측자)이 하나가 서 있습니다. 관측자의 머리가 A를 가리키고 있으면 태양이 중천에 있으므로 낮 12시 정오입니다. 이 그림의 경우, 지구의 그림자(밤)에서 막 벗어난 시간이나 정오는 안 되었으므로 오전 9시경입니다. 이때 상현달이 아직 거인의 동쪽 지평선 아래에 있습니다. 오전 9시에는 달이 아직 안 떴군요.
<그림 3>
마침내 정오가 되었습니다. 동쪽을 보니 지평선에서 달이 보이기 시작하네요. 오늘 상현달은 낮 12시에 떴습니다. 원칙적으로 하늘의 빛나는 것이 보이려면 관측자가 어둠에 있어야 합니다만, 달은 날씨에 따라 보이기도 합니다. 오늘 낮에는 보였습니다. 낮의 파란 하늘에서는 흰색으로 보이고 밤의 검은 하늘에서는 노랑색으로 보입니다.
<그림 4>
거인이 막 지구의 어두운 부분으로 들어가는 시간입니다. 일몰 때이지요. 달이 관측자 머리 위에 있군요. 오늘 초저녁에 상현달은 중천에 떠 있었습니다. 달 모양이 어떨지 상상하실 때 거인 관측자 입장이 되어 공 같은 달을 바라보시면 됩니다.
<그림 5>
밤 9시 경인데요. 여전히 관측자에게 달이 보입니다. 서쪽 지평선에 많이 가까워졌군요.
<그림 6>
자정을 막 넘긴 시각입니다. 달이 서쪽 지평선으로 사라졌습니다.
이렇게 상현달은 낮 12시 쯤에 동쪽 지평선 위로 떠서 밤 12시 쯤 서쪽 지평선 아래로 집니다. 초승달, 보름달, 하현달 등도 이 원리로 살펴보면 됩니다.
곧 달이 지겠군요.
