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한국의 전통천문학
2017-02-28
한국의 전통천문학
우리는 지금 언제 어디서나 날짜와 시간을 확인할 수 있습니다. 하루에도 몇 번씩 시간과 날짜를 확인하고, 상대방에게 스스럼없이 물어보는 것을 보면 우리가 얼마나 편리하게 시간과 날짜를 알 수 있게 되었는지를 느낄 수 있죠.
지금은 발달된 디지털 기술로 손쉽게 날짜와 시간을 알 수 있게 되었지만, 과학과 기술이 발달되기 이전 고대 사람들은 어떻게 시간의 경과를 알 수 있었을 까요?
요즘같이 흔한 디지털 기기는 물론이고 전기불도 없었던 고대문명시절에도 아침과 밤은 존재했고 그에 따른 시간의 경과 또한 느낄 수 있었을 것입니다. 농경사회였던 고대에는 한 해의 농사일을 위해서라도 날짜의 계산이 반드시 필요했다는데요. 이때, 사람들이 시간의 경과를 알기 위해 천체를 측정하고 연구한 것이 바로 역법입니다.
-인터뷰-
이러한 역은 전통적으로 여러 기능이 있었지만, 역의 기능 중 가장 중요한 것은 장기간에 걸쳐 시간을 따라 가면서 사람들이 계절의 순환을 예측할 수 있도록 천체운동의 법칙을 찾아내어 달력을 만든다는 것입니다.
그렇다면 역법의 자연적 단위는 무엇일 까요? 역의 자연적 단위는 지구의 자전주기에 근거한 하루, 달의 공전 주기에 근거한 달, 그리고 지구의 공전주기에 근거한 일 년 등입니다. 현재의 정의에 따르면 달의 위성이 한 번에 완전히 순환하는데 걸리는 주기를 삭망월이라 부르는데, 이는 29.5306일이고, 회귀년이라 불리는 지구의 기본적 공전 주기는 365.2422일이라고 합니다.
하지만 고대에는 특별히 정의된 기준이 없었습니다. 그래서 1년의 길이를 얼마로 하느냐에 따라 조금씩 차이가 생겼고, 지역별로 다양한 방법으로 역을 다뤄 여러 가지 역법이 생겼던 것 이죠.
-인터뷰-
그렇다면 우리가 지금 공통적으로 사용하고 있는 양력은 어디서부터 시작되었을까요? 현재의 역법은, 최소한 기원전 8세기부터 날짜를 매긴 것으로 보이는 서양역인 그리스 역에서 연유되었는데요. 이 역으로부터 태양력 중 하나인 율리우스 역이 나왔다고 합니다. 율리우스 역이 도입되면서 역법에 있어 큰 진전을 보였죠.
하지만 율리우스 역의 평균 년이 실제 값 365.2422일과 약 11분의 차이가 나서 이것이 수 세기에 걸쳐 누적되면 상당한 오차가 발생한다는 문제가 있었습니다. 그래서 당시 교황 그레고리 13세는 더 나은 역의 개정에 대한 필요성을 느끼게 되었고 그 후 교황의 이름을 딴 그레고리력이 도입되게 됩니다.
이 역도 평균 길이가 365.2425 평균 태양일이기 때문에 3300년의 기간 동안 하루 정도의 오차가 발생하는 등의 결함이 있어 400년간에 97회의 윤년을 두는 새로운 치윤법을 정하였습니다. 이것은 4로 나누어지는 해는 윤년으로 하고 그 중에서 100으로 나누어지는 해는 평년으로 하되, 400으로 나눠지는 해 만은 윤년으로 둔다는 것입니다.
현재 전 세계가 공통으로 사용하고 있는 태양력인 이 그레고리력은 우리나라에서도 1895년 고종 황제 때 채택하여 사용하고 있습니다.
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지금까지 역법과 우리가 현재 사용하고 있는 그레고리 역에 대해 알아봤습니다. 정밀한 달력을 만들기 위해 사람들은 과거 천체를 정확히 측정 할 수 있는 관측기기를 만들어 왔습니다. 그것을 우리는 천문 의기라고 부르는데요. 그 용도에 따라 시간을 측정하는 것 외에 천체의 위치 측정용 의기와 구면을 측정하거나 하늘의 모습을 표현하는 의기로 구분 할 수 있습니다.
달력을 만들기 위한 꾸준한 관측과 노력은 세종시대에 이르러 그 결실을 맺게 됩니다. 바로 ‘칠정산’이라는 독자적 역법을 만들게 되는데요, 이러한 역법 계산은 여러 천문의기의 제작과 꾸준한 관측의 결과였던 것입니다. 세종 때 제작된 관측기로는 천체의 위치 측정을 위하여 제작한 혼천의와 혼상, 간의, 일성정시의를 비롯해, 낮 시간과 밤 시간을 측정하기 위해 만든 4종의 해시계와 물시계 등이 있죠.
인류 역사상 가장 먼저 제작된 천문 관측용 측정기기는 그림자의 길이를 측정하는 긴 막대기 모양의 규표이지만, 우리에게 가장 익숙한 기기는 아마도 조선시대에 만들어진 국보 230호 혼천시계에 붙어있는 혼천의 일 것입니다. (한국천문학사 p.108, p.l14)
혼천의는 동양의 전통천체관측기기로 세개의 고리로 이루어져 있고, 가장안쪽의 사유환에는 천체를 관측하는 규형이 설치 되어있습니다. 바깥쪽에는 적도, 황도, 백도를 나타내는 삼신의가 설치되어 있으며, 삼신의의 바깥에는 가로와 세로로 혼천의를 받쳐주는 육합의가 놓여 이를 네개의 받침대로 받쳐져 있습니다. 이러한 혼천의는 천체가 회전하는 모양에 따라 움직이는 구조로 되어 있습니다.
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혼천의는 비록 중국에서 처음 만들어진 천문기기 이지만 혼천시계는 여기에 전자식 자동시보 시계를 결합한 과학유물이기 때문에 세계에 당당히 자랑할 만한 우리나라의 과학발명품이라 할 수 있는 것입니다.
그리고 세종시대에 만들어진 조선시대 대표적 천체관측 기구 중 하나인 간의는 천체의 위치를 측정하던 기구이며, 혼천의를 간단히 한 것으로 크게 지평경위의와 적도경위의 부분으로 나누게 됩니다. 지평경위의는 고도와 방위각으로 측정하며 적도경위의는 천체의 회전에 따라 움직이도록 되어 있으며, 천체의 위치는 바닥과 사유환에 새겨진 눈금으로 확인 하게 됩니다..
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소간의는 조선시대 천문대인 관천대에 설치된 조선시대 천문관측기기로, 세종 16년에 간의를 더욱 작게 하여 독창적으로 고안하였습니다. 밑받침 위에 적도환과 백각환, 사유환을 하나로 꿰어서 기둥에 연결하였고, 이를 비스듬히 기울려 설치하면 적도경위의와 유사하게 사용할 수 있습니다. 사유환 내에는 규형이 있어 이를 통해 별을 관측할 수 있으며, 세환을 곧게 세우면 지평경위의와 유사합니다.
특히나 많은 역사유물 중 간의와 소간의가 없어진 것이 안타까운 이유는, 지금도 사용할 수 있을 정도로 정밀한 관측기기이기 때문인데요. 다행히도 세종 시대의 천문의기를 복원, 제작하려는 연구가 계속되어 대전에 있는 한국천문연구원의 앞마당에 간의와 소간의 등의 여러 천문의기가 복원되어 전시되어 있습니다.
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세종 19년에 창제된 일성정시의는 해시계와 별시계의 기능을 가진 천문시계입니다. 이 구조를 보면 밑받침위에 용이 있고 용이 바퀴자루를 물고 있으며, 바퀴 중심의 구멍은 정극환을 통해 북극을 맞출 수 있습니다. 또한 바퀴 위에는 정극환을 지지하는 계형이 있고, 그 아래 성구백각환, 일구백각환, 주천도분환이 나란히 놓여 있습니다.
그리고 세종시대에 만들어진 또 다른 천문기기에는 혼상이 있습니다. 실제 밤 하늘을 보면 둥근 하늘에 많은 별들이 놓여 있는 것처럼 보이는데 이러한 하늘의 모습을 둥근 구 위에 별자리를 새겨 놓은 것이 혼상입니다. 혼상의 별자리는 일반 천문도의 별자리와 달리 뒤집혀 새겨져 있으며, 혼상은 북극성 주변의 지구 회전축을 따라 회전하게 되어 있습니다.
일성정시의와 혼상의 발명과 함께 세종 시대의 과학의 특징 중 하나는 그 전까지 사용되었던 해시계와는 다른 원리와 형태를 갖춘 해시계의 발명입니다. 이때의 해시계는 크게 4가지로 나눌 수 있죠.
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해시계중 가장 유명한 앙부일구는 둥근 하늘의 모습을 땅에 재현하여 만든 한국의 전통 천문시계입니다. 안쪽에는 해 그림자를 나타내는 영침이 설치되어 있는데 이 영침은 관측자의 위치에 따라 놓여 지며 해의 방향에 따라 바닥에 그림자가 비춰집니다. 바닥에는 시반면이 있는데 그림자의 위치에 따라 계절과 시간을 확인할 수 있습니다. 이러한 앙부일구는 우리나라 최초의 공중 해시계로 세종때 혜정교와 종묘 근처에 놓여 있었습니다.
해시계 외에도 세종 시대의 물시계는 빼놓을 수 없는 기기 중 하나입니다. 자격루는 장영실이 만든 스스로 치는 물시계인데요. 이 물시계는 자동시보장치가 붙어 있어서 때가 되면 그 시간을 알리는 인형이 나타나서 종과 징과 북을 치는, 조선의 독창적 방식을 하고 있죠.
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조선중기이후 서양천문학이 들어오면서 제작된 신법지평일구는 평면으로 된 해시계입니다. 바닥에는 시각과 절기를 새겨놓았으며 삼각형 모양의 영침이 새워져 있고, 영침의 가운데에는 홈이 있는데 홈의 그림자가 드리워진 위치를 읽어 시각과 계절을 알 수 있습니다.
고대의 사람들은 하늘의 천체를 관측하고 이들의 위치와 모양을 나름대로의 방식으로 기록하여 남겼는데, 이것이 바로 천문도입니다. 그 중 우리나라에서 자랑할만한 것으로 조선 태조4년인 1395년에 만든 천상열차분야지도가 있죠.
천상열차분야지도는 돌에 새겨놓은 천문도로 현재 국보 228호와 보물 837호로 지정되어 있습니다. 이 국보 석각 천문도에는 앞, 뒷면에 별이 새겨져 있는데 천문도 위쪽에는 24절기의 별의 위치를 설명한 혼효중성도가 새겨져 있습니다. 이 천문도에는 모두 1,467개의 별이 새겨져 있는데 이들은 우리나라 밤하늘에 볼 수 있는 모든 별을 새긴 것이며, 특징적인 것은 별의 크기를 달리해 새겨놓은 점을 볼 수 있습니다. 그리고 이 천상열차분야지도 아래쪽에는 이 천문도가 고구려에서 유래하였음을 적고 있습니다.
이 천상열차분야지도를 올바르게 이해하기 위해서는 엄청나게 많은 수학과 과학 지식이 필요합니다. 이때의 지식은 그 당시 사람들이 이해하고 인식했던 지식체계를 바탕으로 한 지식으로, 현재의 지식체계의 수준과의 정확한 비교는 어렵습니다.
하지만 천문학에 대한 기본적인 진리는 동일하기 때문에 천상열차분야지도를 비롯한 많은 천문도와 천문기기 제작에 있어 실로 대단한 과학적 지식 등이 사용됐다는 사실은 의심할 여지가 없을 것입니다.
별이나 달의 움직임과 위치에 따른 계절이 변하는 것은 고대인들에게 새로운 희망을 주었습니다. 별의 움직임은 농사를 짓기 위한 계절뿐 아니라 인간 세상에 미래를 읽을 수 있는 희망이 되어 준 것이죠. 우주를 향한 끝임 없는 관심, 좀 더 나은 세상을 향한 고대인들의 노력이었습니다.
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