천문학이란
천문학은 천체학이라고도 불리며 별이나 행성, 은하, 혜성과 같은 천체와 함께 지구 대기 바깥에서 일어나는 우주 현상에 대해 연구하는 분야이다. 전래되어 오는 별자리의 이름들이나 그에 대한 전설 그리고 별의 이름과 은하수와 관련된 것들을 볼 수 있다. 한국 또한 옛날부터 중국의 천문사상과 관련이 없는 천문학 지식이 발달되어져 왔다. 우주의 시작과 진화 그리고 천체의 운동, 진화, 화학, 기상과 같은 현상들을 연구한다.
천문학은 인간들이 하늘에 관심을 갖기 시작하면서 부터 등장한 가장 빠르게 나온 학문 중 하나이다. 선사시대 다양한 문명들은 천문학 유적들을 남겼으며 대표적인 예로 피라미드, 스톤헨지 같은 것들이 있다. 또한 바빌론, 마야, 인도, 이란, 중국, 그리스와 같은 동서양의 초기 문명들은 밤하늘과 관련된 관측기록들을 남겨 천문학에 큰 관심을 갖고 있었다는 것을 알 수 있다. 하지만 망원경이 발명되면서 부터 천문학은 현대 과학으로서 발전을 하기 시작했다. 옛부터 천문학의 경우 점성술과 함게 천체항법, 역법, 측성학과 같은 다양한 분야들을 포함하고 있었지만 현대의 천문학의 경우 공학, 화학, 물리학들을 사용하여 연구한다. 중력파를 측정하는 허블 우주 망원경과 LIGO와 함께 지구 스케일로 분포하여 작동하는 전파 망원경과 웹스터 망원경과 같은 우주를 관측하는 장비들은 굉장히 도전적인 일 중 하나이다. 추가적으로 천체의 움직임 중 가장 커다란 비중을 차지하는 힘은 중력이다. 일반 상대론을 이용하여 연구하며 별의 핵 융합과 퀘이사, 중성자별, 블랙홀과 같은 연구에 물리학과 함께 화학 등 다양한 분야들이 이용된다.
20세기 들어와 천문학의 분야는 두분야로 크게 나눠졌는데 하나는 관측 분야이고 다른 하나는 이론 분야이다. 관측 천문학의 경우 천체와 관련한 자료를 얻는 학문이고 이를 물리적으로 연구하는데 초점을 갖고 있으며 이론 천문학의 경우 천체와 함께 천문학적 현상들을 컴퓨터를 통해 해석 및 모형을 만드는 것을 초점으로 갖고 있다. 이 두 분야는 서로 보완을 하는 분야이며 이론 천문학은 관측 결과에 대해 설명하는 툴로 사용되고 관측 천문학은 이론 결과를 확인해주는 역할을 한다.
척문학은 다양한 과학 분야 중 아마추어들의 공헌이 큰 분야 중 하나다. 아마추어 천문학자들이 혜성, 초신성, 소행성과 같은 것들을 발견하고 관측하는데 큰 공헌을 하고 있다. 천문학과 점성술을 혼동해서는 안되며 점성술은 천문학에 한 뿌리였지만 현재의 과학에선 다른 분야로 나눠져있다. 점성술은 천체들의 위치가 인간의 환경에 영향을 끼친다는 신념 체계이며 이것은 자연과학의 범위에는 속하지 않는다.
천문학의 어원과 용어
천문학의 어원은 그리스어 astron이라는 별을 의미하는 단어와 법칙, 문화를 의미하는 nomos라는 것에서 유래해 astronomy가 되었다. 문자 그대로 별과 관련된 법칙이라는 의미이다. 앞서 말했듯 천문학과 점성술은 공통된 근원을 공유하고 있지만 현대 과학에서는 완전히 분리하여 생각해야한다.
천문학과 천체물리학의 경우 거의 비슷한 의미로 사용되며 사전적 의미로 따지게되면 천문학은 지구 대기밖의 물체들과 관련된 물리, 화학적 성질을 연구하는 학문이고 천체물리학의 경우 천문학의 한분야로 천체와 천문현상의 물리적, 운동학적 특성을 연구하는 학문으로 정의된다. 추가적으로 천문학의 개론서인 물리적인 우주에서와 같이 천문학은 우주, 천문현상, 천체를 정성적으로 연구하는 학문, 천체물리학은 이런 대상보다는 물리적으로 이해하려고 하는 것에 대해 관심을 갖는 학문이라고 쓰여있다. 하지만 측성학과 같은 전통적인 천문학과 비슷한 학문도 있지만 현대의 경우 대부분의 연구는 물리학과 관련된 내용을 쓰고 있어 천문학의 경우 천체물리학과 비슷한 의미로 사용될 수 있다.
천문학의 역사
천문학은 인간에 하늘에 관심을 갖게되면서 부터 연구가 시작된 가장 빠르게 발생된 학문 중 하나이다. 동서양을 막론하고 천문학은 당시에 가장 중요한 농사와 관련된 학문으로 날씨 예견과 함께 해양 지리 관측과 함께 연구가 시작되었다. 다양한 지역에서 스톤헨지와 같이 천문학의 목적으로 한 유적들이 발견되었고 제사와 같은 종교적인 목적외에 이러한 천문대들의 경우 1년의 길이를 측정, 매해 농사와 관련된 연구를 하고 수확을 하기 위해 하늘을 관측하는 곳에 사용된것으로 생각된다.
망원경이 발명되기 전 천문관측은 높은 건물이나 유적지 같은 곳에서 눈으로 측정을 했으며 문명이 발전됨에 따라 천문대 들이 만들어졌다. 이러한 문명에는 메소포타미아, 중국, 인도, 마야, 이집트, 그리스 등이 있다. 초기 천문학의 경우 하늘과 별, 행성들의 위치를 측정하여 날씨를 예견하는 측성학이 대부분이었다. 이런 관측들을 통해 지구와, 달, 태양, 행성의 운동과 같은 본질과 관련된 연구가 시작되어졌다. 당시에 지구가 중심인 천동설이 대부분이었으며 태양과 달이 지구를 중심으로 움직인다고 믿었다. 이것을 지구 중심설, 프톨레마이오스 모형이나 천동설이라고 부를 수 있다.
역사적으로 바빌론에서 수학과 과학을 통해 천문학을 시작한 것을 가장 중요한 사건 중 하나라고 볼 수 있다. 바빌론의 천문학자들은 월식이 사로스라는 주기를 가지고 매번 반복적으로 일어난다는 것을 알아냈다. 이후 이들은 다른 문명에서 발달될 천문학의 기초를 마련했다고 볼 수 있다.
바빌론 이후 천문학의 발전은 고대 그리스에서 진행되었다. 그리스의 천문학의 경우 굉장히 이성적이고 물리적인 답을 구하기 위해 천문 현상을 연구하려 했다. 기원전 3세기 경 그리스의 아리스타르코스가 지구의 지름과 함께 크기를 계산했고 달과 태양까지의 거리를 측정했다고 한다. 그가 지동설을 처음으로 주장한 사람이다. 기원전 2세기경엔 히파르쿠스가 세차를 발견하며 달의 크기와 거리를 계산했다. 어스트로랩이라는 천문기구를 발명했으며 이를 통해 천문학을 연구했다. 히파르쿠스는 1020개의 별 목록을 연구했고 북반구의 별자리 대부분은 여기서 유래가 되었다. 하지만 프톨레마이오스가 천동설을 주장했고 그는 알마게스트라는 책을 통해 그 당시의 천문학을 정리했다. 천동설이 기독교의 교리에 더 적합했으며 이를 통해 중세 들어서기까지 천문학에서 가장 권위 있는 책으로 인정되었고 코페르니쿠스의 지동설이 나오기 전까지 대부분의 사람들은 천동설을 믿게 되었다.
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