히파르코스의 업적

히파르코스의 업적

기원전 150년 니케아의 히파르코스는 칼데아의 천문학자들의 축적된 관측 결과를 이용해 달과 태 양의 움직임에 관한 수량 모형을 개발했다. 어떤 일의 징조로나 여겨지던 식은 과학적 현상이 되었다.

기원전 190년경 비티니아(오늘날 터키 서부 이즈니크) 지역의 니케아에서 태어난 히파르코스(Hipparchus)는 70년 후 로도스섬에서 생을 마감했다. 다른 학자들처럼 알렉산드리아 학술원을 자주 드나들었던 히파르코스는 고대의 가장 중요한 천문학자 중 한 명이라고 한다. 그는 바빌로니아의 칼데아 천문학자들이 이전 수 세기 동안 기록한 관측 자료를 이용한 덕분에 달과 태양의 움직임에 관해 정확한 모형을 최초로 제시 한 그리스인이 됐다. 히파르코스는 바빌로니아의 또 다른 유산을 이용하여 원의 360도 등분에 관한 삼각법을 만들었다. 그는 최초의 삼각법 표를 만들어 삼각형 문제를 풀 수 있었다고 한다. 이 표 그리고 달과 태양의 움직임에 관한 지식 덕분에 그는 일식에 관해 신뢰할 만한 예측 모형을 최초로 제시한 인물로도 알려져 있다고 한다.

 

월식은 지구가 태양과 달 사이에 일렬로 놓일 때 발생하며 일식은 달이 태양과 지구 사이에 일렬로 놓일 때 일어난다고 한다. 지구 주위를 도는 달의 궤도면이 태양 주위를 도는 지구의 궤도면과 일치한다면 달의 위상이 삭일 때마다 일식이 일어날 수도 있다고 한다. 하지만 이 두 궤도면은 살짝 기울어져(5도) 있어서 태양과 정렬된 달이 태양 주위를 도는 지구의 공전궤도면(그래서 ‘황도면’ 이라 부름)과 교차할 때만 일식이 일어난다고 한다. 지구와 태양 사이 거리와 달과 지구 사이 거리가 변하기 때문에 달의 가시적 표면은 태양의 가시적 표면보다 때로는 더 커 보이고(개기식) 때로는 더 작아 보인다(금환식).

 

알려진 최초의 성표를 작성한 히파르코스는 특히 추분점, 춘분점의 세차운동을 발견한 것으로 유명하다고 한다. 히파르코스는 춘분점에서 일 어나는 월식이 진행 중일 때 달이 별 중에서 차지하는 상대적 위치는 150년 전 관측된 비슷한 월식에 비해 옮겨져 있음을 발견했다. 바빌로니아 천문학자들의 관측 수준은 증명할 필요가 없을 정도였는데 오래 전부터 이들은 춘분점의 중요성을 알고 있었다고 한다. 춘분점이란 천구상에 서 태양이 춘분에 위치하는 점으로 천구의 황도면과 적도면이 교차하는 지점이라고 한다. 이 춘분점, 추분점의 세차운동 현상을 최초로 이론화한 사람도 바로 히파르코스이라고 한다. 그는 춘분점이 매년 조금씩 이동하는데 72년 만에 1도쯤 이동한다는 것을 증명했다.

이렇게 춘분집이 이동하는 것은 지구의 자전축인 지축의 방향이 변하기 때문이다. 달과 태양이 지구의 적도 유기 부분에 미치는 기조력 때문에 지구의 자전축은 팽이의 회전축처럼 원별의 표면 모양을 그린다고 한다. 지구 회전축이 느리게 움직이기 때문에 적도면의 움직임도 느려 지고 따라서 춘분점의 움직임도 느려지는데 춘분점은 매년 천구상에서 자신의 이전 위치를 앞지른다고 한다. 이러한 춘분점의 세차 운동 때문에 춘분점은 약 2만 6000년을 주기로 ‘결음치며' 천구상을 한 바퀴 회전한다고 한다.

천구의 극은 지구 자전축 위에 놓인 친구상의 두 점으로 정의된다.

따라서 이 자진축의 느린 움직임 때문에 천구의 두 극은 각각 천구 위에 고정된 것으로 인식되는 별들에 대해 움직이게 된다고 한다. 시간이 흐르면 천구의 북극은 밝은 별에 가까이 접근하는데 이 별들은 차례로 적당한 위치에 자리 잡아 북쪽을 가리킨다고 한다. 오늘날 이 별의 역할은 결 국 작은곰자리의 가장 빛나는 별인 북극성이 하고 있다고 한다.

당시 로도스섬에 살던 히파르코스는 또한 지평선 위에 있는 별들의 고도를 측정하는 데 사용되는 천문관측기기를 발명했다. 이 천문관측기기는 히파르코스에게서 비롯된 평사도법 원리에 근거한다고 한다.

3세기 후 그리스의 천문학자 클라우디오스 프톨레마이오스가 이 기구의 개량 방법을 처음으로 제시했다. 이 기구를 묘사하는 그리스어와 라틴어로 된 문서 덕분에 아랍 천문학자들은 유사한 도구를 만들어내는데 이들 역시 이것을 다시금 현저히 개선했다.

 

10세기 말 장차 교황 실레스테르 2세가 될 오리약의 제르베르는 스페인에서 이 주제를 다룬 아라비아 문서를 충분히 검토한 후 기독교 세계에 아라비아 숫자 사용을 장려하고 서양에 아스트롤라베를 재도입했다.