안녕하세요. A.K.A JuN 인사드립니다.
지구 크기를 알고 있는 분들은
많지 않을 것입니다.
지구의 크기는 줄자를 이용해서 잴 수도 없고
지구 표면을 나누어 측정하는 데에도
한계가 있기 때문입니다.
하지만 약 300년 전 그리스의 도서관장이
막대 하나로 지구의 둘레를 계산해 내었습니다.
아리스토테네스
바로 천문학자이자 수학자인
에라토스테네스입니다.
아리스토테네스(Eratosthenes, BC 273~192)는
고대 천문학자이며 지리학자입니다.
그는 지구가 둥글다고 믿고
두 도시의 위도를 측정함으로써
지구의 둘레를 측정하는 데 성공하였습니다.
거짓말 같지만 사실로 아리스토텔레스는
같은 경도상에 있는 시네에와
알렉산드리아에서 막대를 세워
그림자의 길이를 재고
두 위치의 거리를 측량하여
지구의 둘레를 계산했으며 오차는 약 15%로
당시에도 놀랄만한 결과라고 볼 수 있습니다.
이처럼 에라토스테네스는
알렉산드리아에 막대기를 수직으로 세우고
시에네의 우물에 그림자가 생기지 않는
태양이 남중 시각에 알렉산드리아에서
그림자의 길이를 측정하면 알렉산드리아와
시에네의 위도를 구할 수 있다고 생각하였습니다.
태양이 남중하는 하지 때,
태양은 시에네의 바로 위에 있어
우물에는 그림자가 생기지 않았는데
그 순간에 알렉산드리아에서는
그의 예측대로 막대의 그림자가 생겼습니다.
지구가 둥글기 때문에
이런 현상이 생긴다고 생각한 그는
알렉산드리아에서 막대의 길이와
그림자의 길이를 측정하여
태양 광선이 막대기의 끝을 스쳐 지나간 때의
각도를 구하였다고 합니다.
그 결과 두 도시 사이의 위도 차는
7o12'이라는 것을 알게 되었는데
지구가 둥글다면 적도에서
북극점까지의 위도 차가 90도가
된다는 사실을 이용하여
그는 간단한 계산을 통해서
지구의 둘레를 구하였습니다.
지구가 둥글다고 가정하면
두 지점의 위도와 두 지점 사이의 거리에는
간단한 비례 관계가 성립하게 되는 것입니다.
지구의 크기를 측정하기 위한
에레토스테네스의 두 가지 가정은
지구로 들어오는 햇빛은 평행하한 것,
그리고 지구는 완전한 구형이라는 것입니다.
지구의 크기
712:360=800km:X
X=39,690km
이러한 비례식을 통하여
당시에 에라토스테네스가 구한
지구의 둘레는 39,690km였는데
이는 요즘 최신 측량술을 이용하여 측정한
지구의 둘레 40,077km와
거의 일치하고 있다는 것을 알 수 있습니다.
이렇게 현재 지구 크기와
약 15% 정도의 오차가 발생한 이유는
실제 지구는 완전한 구형이 아닌 약간 타원이며,
알렉산드리아와 시에네 사이의
거리 측정값이 정확하지 않았기 때문입니다.
또한 알렉산드리아와 시에네는 같은
경도가 아니었기 때문입니다.
에라토스테네스는 두 지점에서
막대 그림자의 길이를 동시에 재어서
지구의 크기를 측정하였는데
우리는 한자리에서도 지구의 크기를 잴 수 있습니다.
해 질 무렵 해안가에 앉아서
해가 지는 모습을 바라보면
해가 수평선 아래로 사라지게 되는데
바로 이 순간 자리에서 일어나면
다시 물 위에 약간 모습을 나타낸 해를 볼 수 있습니다.
그리고 몇 초가 지나면 해는
다시 수평선 아래로 사라지게 되는데
여기서 사람의 키와 해가 다시 질 때까지의 시간,
이 두 가지만 측정하면
발을 한 발자국 옮기지 않고도
지구의 크기를 구할 수 있는 것입니다.
지구는 참고로 우주 태양계에 속해 있습니다.
태양계는 태양을 중심으로
태양 영향권에 있는
주변 천체들로 구성되어 있는 계로
목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 지구,
금성, 화성, 수성으로 이루어져 있고
이 순서대로 행성의 크기를 알 수 있습니다.
태양의 지름은 1,392,700km로
목성의 10배, 지구의 109배입니다.
또한 달 지름은 3,474km으로
지구의 27% 태양의 0.25%입니다.
태양을 기준으로 거리 순서로 보면
수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성,
천왕성, 해왕성으로 되어 있다는 점
참고해 주시기 바랍니다.
오늘은 이렇게 지구 크기에 대해 알아보았습니다.
알려 드린 내용이 도움이 되셨길 바랍니다.