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태양이 한 시간동안 이동하는 각거리 2018-05-31
  • 분야
    천체역학/우주측지
  • 조회수
    3377
질문
'태양이 하루에 천구 한바퀴(360도)를 돌게되니 한시간에 15도씩 이동할 것이다'
라는 가설을 세우고 이곳 웹페이지 생활천문과 - 태양고도/방위각계산에서 조회한 자료로 검증해보기로 했습니다.

위치는 우리동네, 날짜는 2018년 6월22일로 조회했고,
방위각, 고도각을 구면코사인법칙에 집어넣어 각거리를 계산했습니다.
아래 표는 계산 결과입니다.

시간 방위각 고도각 각거리
6 66.32758889 7.674527778 -
7 74.47936944 18.92141667 13.75450347
8 82.47683889 30.61644444 13.75466553
9 91.07875 42.53116667 13.75476246
10 101.68275 54.39219444 13.75487213
11 117.8020667 65.64983333 13.75498977
12 149.9180139 74.44527778 13.75502726
13 204.1426333 75.11697222 13.75508168
14 239.4431278 66.93555556 13.75507713
15 256.7414194 55.82980556 13.75507698
16 267.7612333 44.00269444 13.75503056
17 276.5127556 32.07730556 13.75496151
18 284.5367111 20.34266667 13.75486923

가설과는 다르게 매시간 이동하는 각거리가 13.75도라는 결과가 나왔습니다.
매시간 균일한 결과가 나왔는데 이러면 24시간동안 360도를 돌지 못하잖아요.
왜 15도보다 1.25도가 부족한 결과가 나오는걸까요?
답변
안녕하세요. 한국천문연구원입니다.

질문자께서 사용하신 계산식에서 틀린점은 없습니다만, 구면삼각법 계산을 하기위해 전제되는 조건이 하나 있습니다.
바로 '대원'에 놓인 두 물체 사이의 각거리를 재어야 한다는 것 입니다.

쉽게 이야기하면 북극성에 가까이 있는 천체의 고도와 방위각을 이용하여 질문자께서 계산한 방법과 같은 과정을 거치면 매우 작은 값이 나오게 될 것이며, 적도 부근에 있는 것을 측정하면 1시간당 이동 각거리가 15도에 가깝게 나올 것 입니다.
구면기하학에서는 대원에 있는 두 물체의 각거리를 측정할 수 있기 때문에 질문자께서 사용하신 계산식으로 계산하면 시간당 이동하는 각거리가 15도보다 작게 나오는 것이 정상입니다.

이를 올바른 방법으로 계산하려면, 적도위치까지 해당 두 좌표의 연장선을 그어 임의의 좌표를 적도면에 두고 각거리를 측정해야합니다.

감사합니다.