<천문학의 역사>

 1.고대의 천문학

고대의 천문학을 살펴보면 중국에서는 혜성, 행성, 운석에 관한 기록이 있고 그리고 1054년 황소자리의 초신성 기록이 있다. 바빌론, 아시리아, 이집트는 중동지방 천문학의 시발로서 이집트의 나일강 범람시기를 시리우스 별의 출현으로 예측을 했으면 1년이 365일 이라는 것을 인지하고 있었다. 그리스 초기의 천문학은 조그만 보석이 박힌 수정체라는 의미의 천구(celestial sphere)라는 개념이 있었으며 Polaris가 천구의 북극에서 1°이내라는 것을 알고 있었다. 그리고 황도가 천구의 적도에 대하여 23.5°기울어졌다는 것과 태양의 매일 1°씩 별자리를 배경으로 이동한다는 것과 태양의 지나다니는 길은 황도에 대한 개념이 잡혀 있었다. 방랑자라는 의미의 행성과 7개의 천체 즉, 수성,금성, 화성, 토성, 목성, 달 해를 이미 알고 있었다. 행성들이 황도를 기준으로 -9°에서+9°사이를 움직인다는 것을 알고 있었다. 현재 88개로 정해진 별자리에 대한 개념도 세워졌다.

2.이오니아의 천문학

이오니아의 천문학은 크게 피타고라스와 아리스토텔레스의 천문학으로 나눌 수 있는데 피타고라스는 태양, 달, 행성이 동심구에 박혀서 운동을 한다고 생각을 했고 천구의 음악 이라고 생각했다. 그리고 모든 천체는 구라고 생각을 했다. 반면 아리스토텔레스는 달은 햇빛을 반사해서 빛나는 것이며 달이 태양보다 가깝다고 생각했고 일식은 초생달에 생기고 월식은 만월에 생긴다고 하였다. 그리고 달이 지나다니는 길인 백도가 황도에 대해서 5°기울어져다고 했으며 주야교차선(terminator)이 둥근 것을 보고 달이 구형임을 입증했다. 또, 월식 때의 지구의 그림자가 둥글다는 것과 북쪽으로 갈수록 북극성의 고도가 높아지고 코끼리가 동쪽 인도와 서쪽 모로코에서 보인다는 사실로 지구가 둥글다는 사실을 알았다. 그리고 태양중심으로 지구가 운동한다고 주장했다. 만약 지구가 태양주위를 돈다면 별들의 좌표가 계절에 따라 달라져야 하고 연주시차(annual parallax)형상이 관측되어야 한다.

3. 그리스 후기 천문학

그리스 후기에는 Aristarcus에 의해 태양의 거리가 측정되었으며 에라토스테네스(Erathosthenes에 의해 지구의 크기가 측정 되었다.

4.Hipparchus의 천문학

히파르쿠스는 850개의 별목록을 작성했으며 6등급체계를 설립 했다. 지구자전축의 세차운동에 의해 천구의 북극 자체가 움직인다고 주장했고 그 운동주기는 26000년이라고 했다. 1년주기를 6분의 오차로 측정했으며 계절의 변화를 설명하기 위해 태양이 지구 중심이 아닌 다른 점을 중심을 돈다고 주장했다.

5.프톨레미(Ptolemy)의 천문학

A.D140년 당시 천문학을 집대성한 Almagest라는 책을 펴냈으며 시차를 이용해서 달까지의 저리 측정했고 epicycle(주전원)으로 행성의 역행을 설명 했다. 이 프톨레미 우주 모델의 문제점은 관측과 비교해서 2°어긋났다는 것이고 미학적으로 불완전하다는 것과 종교적 관점으로 인해 같은 현상을 다르게 해석 하여 지구의 자전을 설명하기 위해 천구의 회전과 지구의 공전을 설명하기 위해 태양이 회전한다는 것이었다.. 행성이 공전을 한다면 내행성의 최대이각을 주전원 운동 없이 설명이 가능하며 외행성의 역행도 자연스럽게 설명할 수 있다.

6.코페르니쿠스의 지동설

코페르니쿠스 모델의 정확성은 프톨레미보다 나빴다. 프톨레미 모델과 코페르니쿠스 모델을 비교해 보면 관측적으로 두 모델 모두 약2° 씩 틀렸으며 지구의 공전을 설명하기 위해 별빛의 광행차와 연주시차, 별빛의 도플러 효과의 설명이 필요했으며 두 모델 모두 미학적으로 간다나고 아름다운 것을 추구했으며 내행성의 최대이각은 코페르니쿠스의 모델로 쉽게 설명 가능했고 외행성의 궤도 반경을 구할 수있었다.

7.지동설의 승리

1572년 티코 브라헤가 초신성을 발견하고 행성의 오차를 정확히 측정 했으며 티코는 모든 행성은 태양을 중심으로 공전하고, 태양은 지구를 중심으로 돈다고 생각했다. 케플러가 4년동안 원과 소원을 이용하여 70개의 방법으로 화성궤도를 설명하려고 시도를해 0.13°의 정확도까지 설명 가능했다. 또 9년동안 여러 가지 다른 둥근 궤도로 시도하고 타원궤도가 관측과 맞는 사실을 알아냈고 New Astronomy책에 3가지 법칙 즉, 행성의 궤도는 태양을 한 초점으로 하는 타원궤도이다(타원궤도의 법칙)와 행성과 태양을 잇는 선은 같은 기간에 같은 면적을 휩쓴다(선 속도 일정의 법칙)와 주기의 제곱은 장반경의 삼승에 비례한다(조화의 법칙)을 발표했다. 케플러의 모델은 관측을 잘 설명(0.1°이내)했고 타원궤도만 가정하여 미학적으로 우월했다.

8.갈릴레오

갈릴레오는 망원경으로 목성의 위성 4개를 발견하고 태양의 흑점을 관측, 천체의 불완전성을 주장했으며 금성의 위상변화를 관측했다. 코페르니쿠스 모델을 옹호 했으나 교황청이 반대 했고 두세계의 대화라는 책에서 프톨레미 모델을 조롱 반박 하여 교황청으로 부터 유죄판결을 받아 자택연금 되었다. 갈릴레오에 의해서 실험과 관측으로 과학을 사는 방식과 속도의 개념 도입 등, 물리학의 시발점이 되었다.