잘못 알기쉬운 천문학 상식

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1. 춘, 추분날 낮의 길이는 정확히 12시간이다.

천문학적인 춘, 추분날은 엄밀히 말해 태양의 황도상의 위치가 적도와 일치하는 점을 나타
내는 것이지 낮과 밤의 길이가 정확히 일치한다는 것을 나타내는 것이 아니다. 실제로 서
울 지방(37.5°N)의 경우 이 날의 낮의 길이는 대략 12시간 8분 정도이다. 이것은 지구에 대
기가 있어 태양빛이 굴절률이 더 큰 매질 쪽으로 굴절하기 때문에 일어나는 현상이다.

이러한 이유로 인해 낮의 길이가 조금 더 길어지며, 그 차이는 고위도로 갈수록 커진다. 진
공의 굴절률은 0이므로 공기가 조금이라도 있다면 빛은 안쪽으로 조금이라도 더 기울게 되
어 있다. 또한 해가 수평선 위로 조금이라도 나와있으면 낮으로 간주되므로 해의 크기만큼
낮이 길게 계산된다.


2. 1년중 해가 가장 빨리 지는 날은 동지이다.

무슨 뚱딴지 같은 소리냐고? 뚱딴지가 아니라 사실이 그런 것을 어쩌랴. 물론 동지는 1년
중 해가 가장 짧은 날, 태양의 고도가 가장 짧은 날인 것은 틀림없다. 그러나 이 날 해가 가
장 빨리 지는것을 의미하지는 않는다. 균시차 때문이다. 이것은 시태양일의 길이가 연중 일
정치 않아 시태양시와 평균 태양시 사이에 차이가 생기는 현상이다. 하지, 동지 무렵에는
시태양일의 길이가 평균보다 길므로 1년중 해가 가장 빨리 지는 날은 동지보다 약간 빨라진
다. 반면 가장 해가 늦게 뜨는 날은 동지보다 조금 늦어진다.

반면 춘분, 추분 무렵에는 시태양일의 길이가 평균보다 짧다. 북위 37.5° 인 서울 지방의 경
우 가장 빠른 일출은 6월 15일경, 가장 늦은 일출은 1월 8일경이며 가장 빠른 일몰은 12월 7
일경, 가장 늦은 일몰은 6월 29일경이다. 이 일자는 고위도로 갈수록 하지, 동지날에 가까워
진다. 균시차에 관한 이야기는 추후에 다시 언급하기로 한다.


3. 해가 뜨는 곳은 정확한 동쪽이다.

만약 해가 뜨거나 지는 위치만 보고 정확한 방위를 찾으려고 했다가는 틀림없이 낭패를 볼
것이다. 왜냐하면 해가 뜨는 위치는 계절에 따라 바뀌기 때문이다. 하지 때에는 가장 북쪽
으로 치우친 위치에서 뜨고 지며, 동지 때에는 가장 남쪽으로 치우친 위치에서 뜨고 진다.
이 차이는 고위도로 갈수록 커진다. 예를 들어 동지날 북위 60°정도에서는 거의 남쪽에서
해가 뜨고 지며, 북위 70°정도가 되면 해뜨는 모습을 볼 수가 없다. 정확한 동쪽에서 해가
뜨고 지는 때는 춘분 및 추분 정도이다.


4. 한낮에는 해가 어느 곳이든지 남쪽에 있다.

한낮에 해가 남쪽에 있는 것은 북반구의 얘기다. 열대 지방에서는 거의 머리 위에 있어 태
양의 황도상의 위치에 따라 남쪽에도 있을 수 있고 북쪽에도 있을 수 있다. 반면 남반구의
중위도 지방에서는 한낮에는 해가 북쪽에 위치한다. 남쪽으로 내려갈수록 해의 위치는 북
쪽으로 치우치기 때문이다. 한국을 비롯한 북반구의 중위도 지방에서는 대부분 집을 남향
으로 짓는다.

겨울철 일조권을 충분히 확보하기 위해서다. 그러나 저위도 지방에서는 보통 집을 짓는 데
있어서 방위를 가리지 않는다. 또한 남반구의 중위도 지방, 예를 들어 아르헨티나 혹은 뉴
질랜드 등지에서는 필히 북향집을 지어야한다.


5. 열대 지방은 낮이 길다.

말도 안 되는 소리다. 아마도 한국의 경우를 생각해서 여름에 낮이 기니까 일년 내내 여름
날씨인 열대 지방은 낮시간이 길겠거니하고 생각하고 있는 것 같다. 그러나 사실 열대 지방
의 낮의 길이는 일년 내내 큰 차이가 없다. 대략 12시간 전후에서 왔다갔다 한다고 생각하
면 된다. 오히려 진짜 여름일 때는 북쪽으로 갈수록 낮이 길어진다.

그러나 낮이 24시간 계속되는 극 지방의 여름 기온은 기껏해야 한국의 초겨울 기온밖에는
되지 않으며, 그보다 훨씬 추운 곳도 많다. 왜냐하면 이 지방에서는 태양의 겉보기 경로가
지평선과 거의 수평을 이루고 있어 하루 종일 저녁때 같은 낮이 계속되기 때문이다. 물론
이 지방에서 하루 종일 받는 태양 복사 에너지량은 열대 지방에서 12시간 동안 받는 에너지
량보다 훨씬 적다.


6. 태양의 고도가 하루 중 가장 높은 시각은 정확히 12시이다.

흔히 낮 12시에 태양은 머리 위로 온다고 한다. 그런데 과연 이것이 정확한 표현일까? 그렇
지 않다. 앞에서도 언급했듯이 균시차가있어 그 시간이 정확히 일치하지 않으며, 또한 경도
가 다른 여러 지역에서 같은 표준시를 쓰는 경우가 많기 때문에 태양의 남중 시각은 곳에
따라 상당한 차이가 난다. 빠른 곳은 오전 11시에서 늦은 곳은 3시까지 되는 곳도 있다. 몇
가지 예를 들어 보기로 하자. 서울은 동경 127°에 위치해 있다. 그러나 서울의 시간은 GMT
보다 9시간 빠른 동경 135°의 시간을 쓴다.

이 경선은 일본 효고현의 아카시(고베와 아주 가깝다)를 지나는 경선으로 그보다 8°서쪽에
있는 서울은 남중 시각이 32분(경도 1°는 4분의 차이가 난다)늦어진 12시 32분이 된다. 이
것도 균시차에 의해 차이가 있으므로 균시차가 (+)값으로 가장 큰(+값의 균시차는 아침 해
가 저녁 해보다 길다는 것을 뜻한다) 11월 4일경에는 이 시각보다 16분 30초 정도 빠른 12
시 15분경이 되며, (-)값으로 가장 큰 2월 11일경에는 14분 30초 정도 늦은 12시 46분경이
된다.

한편 서경 74°에 위치한 미국의 뉴욕시는 서경 75°의 표준시(미국 동부 표준시임)를 사용하
고 있으므로 평균 남중 시각이 11시 56분이 되며, 동경 139.5°에 위치한 일본의 도쿄는 11
시 42분이 된다. 여기서 한 마디 여담을 하도록 하겠다. 한국에서는 87, 88년에 서머타임(일
광 절약 시간제, DST)을 시행한 바 있다. 그런데 서울올림픽이 끝난 후 이 제도를 더 이상
시행하지 않게 된 이유가 무엇이었을까?

바로 한국 실정에 맞지 않는 제도였기 때문이다. 당초이 제도의 시행 명분은 길어진 낮 시
간을 최대한 활용하자는 데 그 뜻이 있었다. 그러나 실제로는 서울올림픽 때 중계료를 가
장 많이 내는 미국과의 중계료협상 과정에서 계획되었었다는 것이 정설이다. 미국에서 서
머타임을 실시할 때(4월 첫 일요일 - 10월 마지막 일요일) 미국에서 인구가 가장 많은 동부
시간대(1억이 조금 넘는다)와의 시차는 한국이 13시간 빠르다. 그러나 체감 시차는 12시간
차이가 가장 크므로 한국보다 11시간 빠른 꼴이 된다.

따라서 이 시차를 1시간 축소하여야 그만큼 중계료 협상에서 유리할 수 있다는 판단이 선
것이다. 그러나 이 제도는 결국 생활리듬 파괴,근무시간 연장 등의 부작용만 초래, 올림픽
후 폐지되어 버렸다. 또한 앞에서도 언급한 바와 같이 서울의 경우 이미 저녁 해가 32 분이
나 길어져 있는데 굳이 더 늘릴 필요는 없지 않겠는가 하는 것이 본인의 생각이다. 굳이 실
시하자면 한국의 표준시를 30분 늦추고 하는 것이 좋지 않을까? 물론 이보다 더한 곳에서
도 서머타임 하려면 한다.

그러나 그런나라의 대부분은 우리와는 사회적 환경이 크게 다르다. 이러한 이유로 그들과
우리를 단순비교 하기는 곤란하다. 현재 서머타임은 일본을 제외한 대부분의 선진국권(중
위도 지방)에서 실시되고 있다. 천문학적인 조건에서 보았을 때 일본은 우리보다 서머타임
을 실시하기에 더 좋은 조건을 갖추고 있다. 일본의 도쿄는 서울보다 아침해가 50분이나
더 길다. 그런 상황에서도 서머타임을 실시하지 않고 있다. 과연 그들은 이것을 실시할 줄
몰라서 안 하고 있는 것일까? 그럴 리는 없을 것이다. 아마도 그들은 이 제도가 자기네 실정
에 맞지 않는다는 것을 이미 알고 있을 것이라는 것이 본인의 생각이다. 하물며 여건이 더
욱 나쁜 한국에서 이 제도를 굳이 시행할 필요가 있을까? 그 판단은 독자들에게 맡기기로
한다.


7. 하루의 길이는 항상 일정하다.

이미 언급한 바와 같이 그렇지 않음을 알 수 있을 것이다. 그렇다면 현재 우리가 쓰고 있는
시계는 왜 시간이 일정할까? 그것은 사람들의 생활에 편하도록 인위적으로 만든 것이다. 표
준시가 제정된이유도 여기에 있다. 실제로 좁은 지역 안에 여러 종류의 시간을 쓰고 있다
면 엄청난 혼란을 야기할 것이다. 옛날 영국에서는 지방마다 다른 시간을 쓰고 있어서 재판
에서의 판결이 번복되는 일이 있었으며 그것이 그리니치 표준시를 제정한 계기가 되었다
고 한다.

참고로 밝혀 두자면 현재 신문에 나오는 일출, 일몰, 월출, 월몰 시각은 서울 지방(정확히
말하자면 서울타워 부근의 한국경위도원점)을 기준으로 작성된 것이므로 지역에 따라 조금
씩 차이가 난다. 이 점에 유의하여 일출, 일몰, 월출, 월몰 시각을 확인하도록 한다.


8. 해가 정확히 머리 위에 오는 경우는 없다.

한국에서는 옳은 얘기다. 그렇다면 어디에서 이런 현상을 볼 수 있을까? 바로 회귀선 안쪽
이다. 회귀선(Tropic)이란 태양의 황도상의 위치가 적도에서 가장 이격되었을 때 적위에 해
당하는 선으로남, 북위 각각 23.5°이다. 태양이 정확히 머리 위에 오려면 태양의 적위와 그
지방의 위도가 같아야 한다. 태양의 적위는 항상 ±23.5°이내이므로 이러한 현상은 회귀선
내의 지역에서만 가능하다.


9. 극지방에서는 6개월마다 밤낮이 바뀐다.

실제로 이 말이 정확히 맞는 곳은 양 극점 뿐이다. 그렇다면 다른 지점은? 그렇다. 위도에
따라 낮 또는 밤이 계속되는 일수가 다르다. 이론상으로 낮 또는 밤이 24시간 지속되는 날
이 생기는 점은 바로 북극권, 남극권이다. 북회귀선, 남회귀선은 적도로부터 23.5°이격된 지
점에 있지만, 북극권, 남극권은 반대로 극점으로부터 23.5°이격된 지점에 있다. 즉, 북, 남
위 66.5°지점을 말한다.

실제로는 굴절현상으로 인해 낮 또는 밤이 24시간 지속되는 날이 생기기 시작하는 지점은
조금 차이가 있을 것이다. 낮 또는 밤만이 지속되는 일수는 극점으로 갈수록 증가하며 극점
에서는 반년마다 낮과 밤이바뀌게 된다.


10. 나침반이 가리키는 곳은 정확한 북쪽이다.

사실 나침반이 가리키는 북쪽은 자북극(North magnetic Pole)이다. 지구의 내부 활동으로
인해 S극의 성질을 띤 자장이 이 곳에 형성되어 있다고 하는 것이 정설이다. 이 위치는 대
략 북극점에서 11°정도 떨어진 캐나다의 북부 지방으로 나침반의 바늘은 북극점이 아닌 이
곳을 가리키고 있는 것이다. 서울 지방의 경우 약 8°정도 편차가 생긴다고 한다.

따라서 보통 나침반은 극 지방에서는 거의 쓸모가 없다. 일반적으로 극 지방에서는 자이로
컴퍼스 등의 특수한 나침반을 쓴다. 자남극 역시 남극점과 일치하지 않으며 극점에서 오스
트레일리아 방향으로 1000km 이상 떨어진 지점에 있다.


11. 여름에는 태양이 더 가깝다.

사실은 그것과는 정 반대다. 근일점(perihelion, 태양이 지구에 가장 가까운 점)의 위치는
대략 1월 1일로 겨울철이다. 원일점(aphelion)은 대략 7월 1일로 여름철이 된다. 그러나
이 근일점과 원일점의 차는 지구와 태양 사이의 거리의 3% 정도에 불과하므로 지구의 온도
에 미치는 영향은 무시할 수 있을 정도로 작다.

4계절이 생기는 원인은 황도와 적도가 23.5°기울어져 있어 연중 태양의 고도가 달라지기 때
문이지 태양과의 거리차 때문이 아니다. 한편 남반구에서는 여름에 근일점이 되지만 연교
차는 북반구가 훨씬 크다. 남반구에는 바다가 많아 이 바다가 기온차를 감소시키는 역할을
하기 때문이다.


12. 24절기는 음력을 기준으로 만들어졌다.

달력을 유심히 본 사람이면 24절기가 양력이 기준이라는 것을 금방 알 수 있을 것이다. 이
24절기는 중국력인 태음 태양력의 결점을 보완하기 위해 만든 것으로 황도를 15°씩 분할하
여 각 지점마다 명칭을 부여한 것이다. 태음 태양력은 삭망월과 태양력의 양쪽을 다 같이
고려하여 만들어지므로 1년이 13개월이나 되는 해도있으며, 날짜가 한 달 가까이 계절과
맞지 않는 경우도 있다.

따라서 24절기의 각각의 명칭은 영어로 해석하기 어렵다. 지금으로부터 2000년 이상 전인
시이저 때부터 양력만 써온 서양 사람들어게 그런 것이 있을 턱이 있겠는가? 굳이 영어로
해석할 수 있는 것이있다면 춘분(Vernal equinox), 하지(Summer solstice), 추분
(Autumnal equinox), 동지(Winter solstice) 정도이다.

이러한 지점은 천문학적으로 특별한 의미를 가지므로 서양에서도 명칭을 부여한 것으로 풀
이된다. 한편 태양력은 각각의 달이 삭망월과는 아무런 관계가 없다. 이러한 이유로 서양에
서는 중국력과는 반대로 양력 달력에 신월(New moon), 상현(First quarter), 만월(Full
moon),하현(Last quarter) 등의 문구를 해당되는 날짜에 적어 넣고 있다.


13. 위도 계산은 지구 중심에서 잰다.

고등학교 교과서에는 이러한 내용이 실려 있다. "지구의 각각의 위도 사이의 길이는 일정하
지 않고 고위도로 갈수록 길어진다. 이것은 지구가 완전한 원이 아니고 적도 쪽이 부푼 타
원체임을 말해준다." 그러나 실제로 가로로 부푼 타원을 그려 놓고 중심에서부터 각도를
재 본 사람들은 그 반대의 결과가 나온 것을 보고 이상해 할것이다. 하지만 이것은 교과서
가 잘못된 것이 아니다.

위도를 재는 방법이 잘못된 것이다.위도를 재는 정확한 방법은 어느 특정한 한 지점에 지축
의 연장선과 만나는 접선을 그은 뒤, 그 접선과 지축의 연장선이 이루는각도를 재는 것이
다. 즉, 특정한 지표면상에서의 북극성(정확히는 하늘의 북극)의 고도, 다시 말해 실제로 사
람에게 보이는 북극성의 고도가 그 지방의 위도인 것이다.
전자의 방법으로 잰 위도를 지심 위도, 후자의 방법으로 잰 위도를 지리 위도라 한다. 우리
가 실제로 사용하는 위도는 바로 이 지리 위도이다. 적도 쪽이 부푼 지구 타원체에서는 지
심 위도간의 거리는 저위도일수록 길지만, 지리 위
도간의 거리는 고위도일수록 길다.


14. 일식은 월식보다 발생 빈도가 크게 적다.

일식보다 월식이 많이 일어나는 것은 어느 특정한 지구상의 지점을 기준으로 했을 때의 얘
기이며, 지구 전체를 기준으로 그렇다는 것이 아니다. 실제로 지구 전체적으로는 일식이 월
식보다 발생 빈도가 조금 많다. 그러나 월식은 월식이 일어날 때가 밤이면 어디서 든지 볼
수 있으나(물론 날씨가 좋아야 한다), 일식은 달의 그림자 (본그림자, 반그림자)가 닿는 곳
에서만 볼 수 있으므로 마치 월식이 더 많은 것처럼 느껴지는 것이다.

특히 개기 일식 및 금환 일식은 특정한 장소에서는 몇백년에 한 번 볼 수 있을까 말까할 정
도로 드물다. 태양 및 달의 겉보기 크기는 약 0.5°정도이므로 일식이 일어나기 위해서는 태
양 및 달의 적위 및 적경차가 0.5°이내여야 하는데 지구에서 본 달의 적경 및 적위는 위치
에 따라 최고 2°까지 차이가 있으므로 적경 및 적위차가 다 같이 1.25°이내에서는 지구상 어
느 곳에선가 일식이 일어나게 된다.

한편 지구의 본그림자의 크기는 약 1.5°정도이며 월식이 일어나기 위해서는 달이 지구 본그
림자(태양의 적경, 적위와 180°차이가 난다)와 1°이내의 적경 및 적위차를 가져야 한다(달
은 신월 때 태양과 최고 5°정도의 적위차를 갖는다). 이 정도만 설명하면 여기에 대한 의문
은 거의 다 풀렸을 것이라 본다.


15. 달은 항상 밤에 떠 있다.

밤에 항상 떠 있는 달은 보름달 뿐이다. 그렇다면 나머지는? 그모양에 따라 달라진다. 달은
통상적으로 매일 50분 정도 늦게 뜨고 늦게 진다. 먼저 음력 30-1일 경에는 달이 태양과 거
의 같은 방향에 있으므로 달의 모습을 볼 수 없다. 또한 달은 태양과 거의 같은시간에 뜨고
진다. 여기서 며칠 지난 후에는 오른쪽이 약간 찬 초승달을 볼 수 있는데 오전 중에 떠서 저
녁때까지 떠 있다.

따라서 초저녁에 서쪽 하늘에서 볼 수 있다. 음력 7-8일경의 상현달은 오른쪽 반이 차 있으
며 한낮에 떠서 저녁때 남중하여 한밤중에 진다. 음력 15-16일경의 달은 태양과 거의 정 반
대편에 위치하므로 거의 둥근 달을 볼 수 있다. 또한 해질 무렵에 떠서 해뜰 무렵에 진다. 음
력 22-23일 경의 달은 왼쪽 반이 찬 달로 한밤중에 떠서 아침에 남중하여 한낮에 진다.

여기서 며칠 지나면 왼쪽이 약간 찬 그믐달을 볼 수 있는데 새벽에 뜨므로 일출 조금 전에
동쪽 하늘에서 잠시 볼 수 있다. 아마 대부분의 독자들은 오른쪽이 찬 달을 볼 기회가 훨씬
많았을 것이고 앞으로도 그럴 것이다. 왼쪽만이 찬 달을 볼 수 있는 시간은 대부분의 사람
들이 잠든 시간이기 때문이다.


16. 음력 15일은 정확한 보름달이다.

몇몇 독자들은 추석이나 정월대보름 때 그 다음날 더 정확한 보름달을 볼 것이라는 신문 기
사를 본 적이 있을 것이다. 사실 달의 근지점과 원지점의 차가 10% 정도나 되기 때문에 달
의 공전 속도에 따라 정확한 보름달의 위치는 약간 달라질 수 있으며, 날짜 차이도 조금은
(하루 이내) 있을 수 있다. 또한 지구상의 각 지점마다 시차가 있어 그 기준점에 따라 날짜
가 달라질 가능성도 있다.

한 예를 들자면 1996년 추석의 경우 정확한 보름달(태양의 적경과 달의 적경이 정확히 180°
차이나는 지점)이 된 시각은 추석날이 아닌 추석 다음날 오전 11시 30분경(한국시간)이었
다고 한다. 따라서 한국 사람들은 약간 덜 찬 추석 보름달을 본 셈이 됐다. 반면 미국, 캐나
다 등지에 사는 교포들은 현지 시간으로 추석당일 저녁에 정확한 위치에 해당되는 보름달
을 볼 수 있었다고 한다. 물론 육안으로는 거의 식별이 불가능하다. 하지만 우리는 그런 것
까지 굳이 따져가며 날짜를 계산할 필요는 없을 것이다.


17. 추석 보름달은 다른 때보다 더 크다.

이것은 사람들이 더 클 것이라는 믿음을 갖고 보기 때문이지 사실이 그런 것은 아니다. 추
석 때라도 달은 근지점에 올 수도 있고 원지점에 올 수도 있다. 따라서 추석이나 정월 대보
름 등의 달이 더 크다는 것은 어디까지나 전통적인 믿음에서 내려온 전설이지 과학적인 근
거가 있는 것이 아니라는 것을 밝히는 바이다.


18. 낮에는 별이 떠 있지 않다.

물론 별은 24시간 떠 있다. 다만 태양빛이 너무 강하고, 그 빛이 산란되기 때문에 볼 수 없
는 것 뿐이다. 어느 특정한 빛이 워낙 강할 경우 그 주변의 빛은 잘 보이지 않는 것과 같은
이치이다. 하지만 낮이라도 별이 보이는 경우가 있기는 있다. 개기 일식 때처럼 산란될 빛
이 가려진 경우나 공기가 없는 달, 대기권 밖에서는 낮이라도 별을 볼 수 있다.


19. 북극성은 정확히 하늘의 북극에있다.

엄밀히 말하면 하늘의 북극에서 1°정도 이격되어 있다. 따라서 북극성도 작은 원을 그리며
맴돈다. 다만 육안으로 그것을 감지할수 없을 뿐이다. 사람들 눈엔 항상 그 자리에 있는 것
처럼 보이지만 미세한 오차가 있다는 것을 염두에 두기 바란다. 그렇다면 북극성이 있다면
하늘의 남극에는 남극성이란 것이 있을까? 하늘의 남극과 아주 가까운 곳에 있기는 있다고
한다.

그러나 그 빛이 너무 약하기 때문에 이것을 눈으로 본다는 것은 거의불가능하다. 따라서 남
극성은 없는 것이나 다름없다고 생각하는 편이 좋다. 다만 하늘의 남극은 대강 찾을 수 있
다. 남십자성에서 장축을 찾아 안쪽으로 5배 정도 늘린 곳이 하늘의 남극이라 한다. 물론
이 별자리는 적위가 -60°정도이므로 한국에서는 볼 수 없으며 필리핀 정도에나 가서야 특
정한 계절에 찾아볼 수 있으며, 호주 정도에 가서야 항상 찾아볼 수 있는 별자리다.


20. 북극성의 위치는 변하지 않는다.

지구에는 세차 운동이란 것이 있다. 이것은 마치 팽이의 축이 이동하는 것과 같이 지축이
이동하는 현상이다. 다만 그 속도가 매우느려 짧은 시간 내에 알기가 어렵다는 것이다. 실
제로 1항성년과 1태양년의 길이는 각각 365.2564일과 365.2422일로 차이가 있다. 따라서
하늘의 북극은 황도의 북극을 중심으로 서서히 이동한다. 이주기는 수만 년 정도인 것으로
알려져 있다. 이로 인해 약 1-2만년 뒤에는 직녀성이 북극성의 위치에 오게 된다.


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