<역사 속의 인물로 알아본 천문학사>

천체 관측에 대한 최초의 기록을 남긴 인류는 메소포타미아의 고대 바빌론니아 인이고 메소포타미아에서는 다음과 같은 이야기가 전해지고 있다. 시간의 신 주르반은 아들을 원하게 되어 그는 먼저 1000년동안 기도를 해 마침내 두 아들을 얻게 되었다. 그 들의 이름은 아후라 마즈다와 아흐히만인데 조로아스터교에서 아후라 마즈다는 선의 신, 아흐리만은 악의 신으로 앙그라 마이뉴라고도 불린다. 그 둘은 힘이 엇비슷하게 아주 세었어 이들은 태어나자마자 격렬하게 싸우기 시작했고 서로가 서로를 파괴해 나갔다. 그들의 싸움은 어마어마한 것이어서 곧 우리 우주의 장애가 몹시 위태롭게 되었었다. 그때 마침 미트라스 신이 그들의 싸움에 끼여들어 둘 사이를 멀리 갈라 놓아 서로를 해치는 일을 막게 하고 그들 쌍둥이 형제가 서로를 파괴하는 것을 막기 위하여 각각 우주의 반씩을 나누어 차지하게 했다는 이야기가 있다. 아흐리만은 전갈자리의 안타레스성 근처에 있고 아후라 마즈다는 정 반대편의 하늘인 황소자리에 있다.

*천문학의 기원*

고대의 천문학은 사실은 점성술이었으며 이에 접근할 수 있는 사람은 소수의 신관 계급뿐이었다. 바빌로니아 신관은 높은 탑에 올라가 별과 달 및 그 당시 이미 알려진 5개의 행성, 즉 목성, 토성, 금성, 수성, 화성의 운행을 관측하였다. 그들은 태양, 달, 행성은 황도를 따라서 운행한다고 하여 황도를 360도로 나누고, 12개의 주요 별자리를 정하여 황도12궁이라 하였다. 점성술에서 사용하는 별자리는 여기서 유래하였다.

이집트의 신관들은 별중에서 시리우스에 큰 관심을 가졌는데 그것은 1년중 시리우스가 태양과 똑같은 시각에 떠오를 무렵에 나일강이 범람하기 때문이었다. 나일강의 범람은 이집트인의 생활을 지배하는 큰 사건이었다.

신관들은 태양의 운행을 관측하여 그것으로 사계절의 변화를 정확하게 예측할 수 있었다. 또, 달의 위상변화에 따라 조수 간만에 차가 생긴다는 사실도 알았으며 점성가들이 가장 중요하게 여긴 것은 5개의 행성이었다. 이들 5개의 행성은 고지자라 불렀는데 다른 별들은 정상 궤도에서 벗어나지 않는 데 비해 이들만은 독특한 궤도를 운행했기 때문이었다. 그리고 일식, 월식, 혜성도 중요한 전조로 여겨 상세히 관측되었다. 각지에 천문관측소가 설치되었으며, 황도12궁을 통과하는 행성의 운동이 궁정에 정기적으로 보고되었고 그에 따라 신의 노여움을 달래기 위한 갖가지 의식이 행해졌었다.

*그리스인의 우주관*

이집트와 바빌론니아의 점성가들은 일식과 월식이 언제 일어나는지는 알고 있었지만, 그것이 왜 일어나는 가에 대해서는 전혀 생각하지 않았다. 그들의 우주관은 우주를 보이는 그대로 받아들여 지구는 평평한 대지이며, 그 위를 둥근 하늘이 천장처럼 덮고 있다고 생각했다. 그러나 민주주의 요람인 그리스 반도에 살고 있던 사람들은 모든 만물을 합리적으로 생각하고 모든 일의 원인을 논리적으로 구명하려는 기질을 가지고 있었다. 따라서 고대 그리스인은 일찍부터 지구가 둥글다는 생각을 하고 있었다. 피타고라스처럼 철학적인 견지에서 지구가 둥글다는 가정을 한 사람도 있었지만, 그들은 해상 무역에 익숙해 있었으므로 기하학적인 감각과 지식이 뛰어 났다.

*피타고라스*

피타고라스(기원전 572?-기원전492?)는 '물체의 가장 완전한 형은 구'라는 철학적인 관점에서 지구를 포함한 하늘의 모든 천체는 구형이라고 주장하였다. 그리고 수학은 모든 것을 완벽하게 해석해주고 모든 자연현상의 기본 원인은 수에 달려 있다고 했다. 즉, 철학적인 표현으로 모든 사물의 본질은 수라고 생각했다. 그는 또 음의 높이와 진동수 사이의 관계를 연구하여 서양 음악의 음계의 원형이 된 피타고라스의 음계를 만들기도 했다.

*아리스타르코스*

마케도니아의 알렉산더 대왕에게 그리스 본토가 정복된 이후, 학문의 중심지는 아테네에서 이집트의 알렉산드리아로 옮겨 갔다. 그리스 시대 최고의 학자인 아리스토텔레스가 철학과 과학에 많은 업적을 남긴 시기였으나, 그의 학문에 부여된 지나친 권위는 훗날 과학의 발전에 장애가 되기도 했다. 알렉산드리아 시대에 천문학의 발전에 크게 공헌한 사람으로는 아리스타르코스, 에라토스테네스, 히파르코스, 프톨레마이오스등이 있다. 지동설하면 흔히 코페르쿠스를 연상하나, 실은 그리스 시대의 아리스타르코스가 최초로 주장하였다. 그러나 불행히도 최초의 지동설인 그의 이 주장은 그의 저서에 남아 있지 않고, 아르키메데스의 저서에 대신 전해지고 있다. 그의 저서 '태양과 달의 크기와 거리'에는 기하학적인 방법을 사용하여 태양과 달까지의 상대적인 거리를 계산하는 방법이 있다.

*에라토스테네스*

에라토스테네스는 지구의 둘레를 최초로 측정한 것으로 유명하다. 도서관에서 문헌을 뒤지던 그는 시에네에서는 하지 날 정오가 되면 깊은 우물 속까지 햇빛이 비친다는 흥미 있는 사실에 주목하였다. 그것은 태양이 바로 머리 꼭대기에 온다는 것을 의미했다. 하지 날 정오에 알렉산드리아에서 막대를 세워 그림자와 막대가 이루는 각을 재었더니 약7도였다. 그리고 두 도시 사이의 거리를 재어 계산한 값은 오늘날 측정한 값의 15%정도 더 클 뿐이었다. 그리고 여기에서 두 가지의 가정이 전제되었는데 그것은 지구가 완전히 구형이라는 것과 태양광선이 평행이라는 것이다.

*히파르코스*

히파르코스는 천구상의 별들의 위치를 나타내는 목록을 만들었고 별에 등급을 매겨 관측을 했다. 그러나 히파르코스가 남긴 관측기록이나 논문은 거의 다 망실되고 전해지지 않는다. 다만 프톨레마이오스가 그의 연구업적을 이어받아 오늘날에 전할뿐이다. 알렉산드리아의 도서관은 시저가 이집트 원정시 이 도시를 점령한 기원전 47년에 불타 버리고 말아 많은 과학 업적이 살아지고 말았다.

*프톨레마이오스*

아리스타르코스가 비록 지동설을 주장했다 하나 그 당시 대부분의 사람들은 천동설을 믿고 있었다. 천동설을 주장하는 사람들에게 가장 문제가 되었던 것은 행성의 움직임이었다. 지구가 우주의 중심에 있으며, 모든 천체들이 원 궤도를 그리며 그 주위를 돈다고 믿었던 이들에게 종잡을 수 없이 불규칙하게 운행하는 행성의 움직임은 풀기 어려운 수수께끼였다. 그러다가 에우독소스가 주전원 이론을 제창하여 행성의 움직임을 설명하였다. 이 주전원 이론은 에우독소, 히파르코스를 거쳐 프톨레마이오스에 이르러 최종적으로 체계화되었다. 프톨레마이오스는 선인들의 지혜를 집대성하여 '알마게스트(Almagest:아라비아어로 가장 위대한 것이란 뜻)'를 저술하였다. 그리고 하늘의 별들을 가벼운 기체덩어리라고 생각했으며 태양계전체의 운동을 설명하기 위해 주전원이론을 사용했다. 프톨레마이오스는 천동설의 대명사로 알려져 있지만 그가 독자적으로 천동설을 만들어 낸 것은 아니며, 그 당시 지배적이던 우주관을 그가 종합적으로 체계화시켜 확립한 것이다. 그는 천문학뿐만 아니라 지리학에도 많은 업적을 남겼으며 히파르코스의 업적을 이어받아 알마게스트에 1022개의 별의 목록을 48개의 별자리로 묶어 실어 놓았으며, 별의 밝기의 등급도 매겼다.

*코페르니쿠스*

로마 제국은 더할 나위 없는 영화를 누리다가 몰락하였다. 그러나 로마 문명은 기술 분야를 제외하고는 과학에 기여한 바가 거의 없다. 그런데 8세기의 아라비아는 학문의 번성기였다. 천문학, 의학, 연금술등이 활발히 연구되었으며, 프톨레마이오스의 '알마게스트'가 번역, 소개되었다. 십자군 원정에 의해 이 '알마게스트'가 유럽에 소개되었고 알마게스트의 내용은 긴 동면 상태에 있던 중세 유럽의 과학보다 오히려 선진적이었다. 그리하여 프톨레마이오스의 천동설은 주에 카톨릭 교회의 후원을 받으며 제2의 전성기를 누렸다. 그런데 이 절대적인 권위에 도전한 사람이 바로 코페르쿠스였다. 그는 태양이 우주의 중심이라고 생각했으며 1524년 그는 천문학에 관한 두 번째 글을 편지로 써서 잘 아는 사람들에게 보냈다. 그것은 프톨레마이오스의 체계에 나타나는 모순을 보완하여 받아들이려고 한 베르너에 반론하는 내용이었다. 그러나 코페르니쿠스는 천체의 운동이 원이어야 한다는 옛 그리스적 사고 방식을 벗어나지 못했다. 그래서 주전원 이론을 그대로 도입했기 때문에 프톨레마이오스의 체계보다는 간단했지만, 34개나 되는 원을 사용해야 했다. 코페르쿠스의 혁명적인 체계가 세상에 나오게 된 것은 젊고 정열적인 제자 레티쿠스에 의해서였다. 그러나 마지막 순간에 스승에 대한 환멸과 개인 사정에 의해 이 작업을 친구인 오시안데르에게 넘겨 주었다. 1534년 5월 24일 코페르니쿠스는 병상에서 '천체의 회전에 관하여'의 초판을 받았는데 거기에는 뜻밖에도 오시인데르의 서문이 들어 있었는데 그것은 코페르니쿠스가 책의 출판을 워낙 불안하게 여겼기 때문이었다. 루터파 신학자인 오시안데르는 코페르니쿠스 체계를 신학의 정통적 견해에 맞추기 위해 최선을 다했고 더구나 서문을 쓴 사람의 이름도 밝히지 않아 마치 코페르니쿠스가 직접쓴 것처럼 보였다. 코페르니쿠스는 이 책을 받은지 몇시간후에 세상을 떠났다고 한다. 아무튼 코페르니쿠스의 위업은 이렇게 완성되었고 이로써 그는 16세기의 과학혁명에 불을 댕기게 되었다.

*브루노*

코페르니쿠스의 지동설을 목숨을 걸고 지지한 사람으로 이탈리아의 수도사 브루노(1548-1600)를 빼놓을 수 없다. 그는 범신론적세계관을 가진 사람으로서 기독교의 미신적 요소에 회의를 느끼고 지동설과 세계 복수론 등을 지지하였다. 그는 자기가 옳지 않다고 생각하는 것에 대해서는 과감하게 싸웠으며, 뛰어난 화술과 문장으로 대중에 큰 영향을 끼쳤다. 그는 수도회에서 쫓겨나 스위스, 프랑스, 영국, 독일 등지를 전전하다가 결국 베네치아에서 체포되고 말았다. 브루노는 과학자는 아니었지만, 과학적 사실을 직관적으로 예견한 사람이었다. 그는 태양도 자전을 하며, 항성들이 태양과 똑같은 별이라고 생각한 최초의 사람이었다.

*티코 브라헤*

고대 그리스 인들이 비록 뛰어난 사고력을 가지긴 했지만, 실험이나 관측을 소홀히 했기 때문에 그들의 훌륭한 이론도 끝내 역사의 먼지 속에 파묻히는 처지가 되도 말았다.

티코브라헤(1541-1601)는 망원경이 발명되기 이전 시대의 가장 위대한 천문 관측자로 꼽힌다. 단순한 육체 노동이라 하여 대부분의 천재들이 천시하던 관측의 진가를 그는 보여 주었다. 브라헤는 행성 운동에 관한 모든 관측 자료가 부정확하다는 것을 발견하고, 집요한 작업을 통해 그것을 바로 잡았다. 1572년 11월에 초신성이 폭발했는데 그 당시 하늘의 별은 영구 불변한 준재라고 믿고 있었으므로, 새로운 별이 나타난다는 것은 생각할 수 없는 일이었다. 대부분의 천문학자들은 이것을 혜성이라고 생각했으나, 유명한 천문학자 메스트린은 이것이 항성이라고 주장하였다. 이 초신성은 1574년 3월에야 사라졌는데 브라헤는 이것이 항성인지 꼬리 없는 혜성인지를 계속 관측하였다. 신성이 사라진 그 다음해 티코 브라헤는 자신의 관측결과를 책으로 펴냈고 그 책 '신성에 관하여'는 순식간에 그의 이름을 전유럽에 퍼뜨려 그는 졸지에 장래가 촉망되는 천문학자가 되었다. 그리고, 1577년 진짜 혜성이 나타났을 때 티코 브라헤는 빈과 프라하에서 혜성의 시차를 측정하여 혜성이 대기권 밖을 지나가는 천체임을 최초로 밝혔다. 프리히드히 2세는 덴마크와 스웨덴 사이의 해협에 있는 벤섬과 그 섬의 주민들이 내는 모든 지방세를 티코 브라헤에게 주었다. 브라헤는 그곳에 거대한 천문 관측소를 설립하였다. 이곳을 우라니보르크(하늘의 성)이라 불렀는데 하나의 천문도시라 할 만했다. 여기에는 기구를 제작하는 공장, 화학 실험실, 제지 공장, 인쇄소, 제분소, 양어장, 정원, 수목원, 물을 공급하는 풍차 및 펌프 장치 등이 갖추어져 있었고, 섬의 전 공동체가 오로지 한 천문학자를 부양하고 돌보기 위해 존재했다. 그의 서재에는 역사상 위대한 천문학자 8명을 그린 벽화가 있었는데 여덟 번째 사람은 바로 티코 브라헤 자신이었다. 그의 '새 천문학 서론'이란 책에는 777개의 항성의 위치를 수록하고 있다. 이것은 프톨레마이오스의 고전적인 목록을 대치하는 위대한 업적이었다. 나중에는 233개의 별을 추가하여 총계 1천개의 별의 목록을 완성하였다. 기이한 행동으로 유명했던 티코브라헤는 대학생 시절이던 20세때 한 학생과 누가 더나은 수학자인가를 다투다가 결투를 하게 되었다. 거기서 코를 잘리게 된 그는 금과 은의 합금으로 만든 코를 달고 다녔다.

티코 브라헤가 범한 최대의 실수는 코페르니쿠스의 지동설을 부정한 것이었다. 지동설이 옳다면 가까운 곳에 있는 별의 시차가 관측되어야 하는데 티코 브라헤의 맨눈으로는 그것을 관측할 수 없었던 것이다. 가장 가까이 있는 별조차도 그 거리는 수십조km이상 떨어져 있기 때문에 그 시차를 관측하기는 매우 어렵다. 실제로 별의 시차가 발견된 것은 망원경이 발견되고 나서도 한참 후인 1838년이었다.

*케플러*

티코 브라헤가 우라니보르크에서 활약하고 있을 때, 또한 사람의 위대한 천문학자가 오스트리아의 그라츠에서 어렵게 살아가고 있었다. 그의 이름은 요하네스 케플러(1571-1630). 케플러는 원래 신학을 공부하였고 성직을 원했으나, 대학당국에서 추천하는 바람에 할 수 없이 수학과 천문학을 공부하는 역산학자가 되었다. 역산학자의 임무 중에는 '천문연감'을 편찬하여 별들이 나타내는 의미를 예언하는 것이 있었다. 그런데 케플러는 몇 번에 걸쳐 훌륭한 예언을 하여 점성술사로서 명성을 떨치게 되었다. 사실 점성술이 그이 주요 생계수단이 되었는데 케플러 자신은 점성술의 예언적 측면을 엉터리로 생각하였다. 케플러는 역산학자로서 대한파와 터키의 침입을 정확하게 예언한 적이 있었다. 그 공로로 황제 루돌프 2세에게 출사하게 되었다. 그는 처음에는 코페르니쿠스 체계에 나타는 행성 궤도 사이의 수학적 조화를 탐구하였다. 그래서 수학적으로 가능한 4, 6, 8, 12, 20면체에 행성들의 궤도를 내접시키므로서 행성들의 운동을 설명하려고 했다. 케플러가 25세때 펴낸 '우주의 신비'는 유럽세계에서 그를 일약 유명인사로 만들었다. 그러나 일견 기발하고 신기하기까지 한 이 착상은 행성이 원운동을 한다는 가정 위에 서 있을 뿐더러 관측 결과와도 정확히 일치하지 않았기 때문에 결국 실패하고 말았다. 그러나 우주의 신비를 본 티코브라헤가 초청장을 보내와 종교적인 문제로 곤란한 입장에 처해 있던 케플러는 1600년 그라츠를 떠나 티코 브라헤가 있던 곳으로 갔다. 그래서 이 두사람의 운명적인 만남에 의해서 저 유명한 케플러의 법칙이 탄생 하게 된다. 케플러와 브라헤는 출신 배경과 성격이 판이하게 달라 마찰이 많았다. 게다가 브라헤는 자기가 갖지 못한 케플러의 수학적 재능을 시기하여 자기의 관측 자료를 잘 보여 주지 않았다. 두 사람이 만난지 1년 만인 1601년, 티코 브라헤는 어느 귀족이 베푼 만찬에 참석하였다. 거기서 그는 소변이 마려웠으나 체면 때문에 만찬이 끝날 때까지 참았다.그러나 그것이 병이 되어 집에 돌아온 후 5일간 고열로 신음하다가 급사하고 말았다. 그 덕분에 케플러는 그렇게도 갈망하던 관측 자료를 고스란히 손에 넣게 되었다. 따라서 그 관측결과를 잘 연구한 덕분에 저 유명한 행성의 운동에 관한 케플러의 세 가지 법칙이 탄생하였다.

-케플러의 3가지 법칙-

#케플러의 제 1법칙:타원궤도의 법칙

모든 행성은 태양을 한 초점으로 하는 타원궤도를 돈다.

#케플러의 제 2법칙:면적속도 일정의 법칙

행성과 태양을 연결하는 선이 일정시간에 휩쓰는 면적은 똑같다.

#케플러 제 3법칙:조화의 법칙

행성의 공전주기의 제곱은 태양에서의 거리의 세제곱에 비례한다.

*갈릴레이*

"Eppur si muove.(그래도 지구는 돈다.) 1633년 6월 22일 종교 재판소를 나오면서 갈릴레이는 이렇게 중얼거렸다고 한다. 코페르니쿠스 이후 지동설은 널리 소개되었다. 갈릴레이는 지동설이 옳다는 것을 확신하였으나, 막강한 위세를 떨치던 카톨릭 교회는 갈릴레이에게 지동설을 지지하는 학설을 가르치거나 출판하는 것을 금했다. 과학적 진실을 밝히려는 한 과학자의 노력이 어떻게 하여 권위에 대한 도전으로 간주되었으며, 또 박해를 받아야 했던가?

망원경은 1600년대 초 네덜란드의 안경제조업자들이 최초로 발명하였다. 파도바대학의 수학과 교수 갈릴레이는 이 소식을 듣고 곧 그 자신이 정교한 망원경을 만들어 그것으로 경이로운 하늘의 모습을 보았다. 그래서 달에도 지구와 같은 계곡과 산이 있다는 것과 태양의 흑점을 관찰함으로서 태양이 자전을 한다는 사실과 목성의 4대 위성을 발견했다. 그리고 지구를 비롯하여 모든 행성들이 태양의 주위를 돌고 있다고 결론을 내렸다. 갈릴레이는 천문학에 관한 그의 새로운 발견을 1610년대에 공표하였다. 그것은 코페르니쿠스의 지동설을 지지하는 내용이었다. 제수이트 교단의 신부들은 이에 격분하였다. 따라서 갈릴레이는 불온한 전교조 교사들처럼 거리로 내쫓길지도 모르기 때문에 갈릴레이는 교황 바오로 5세와 벨라르미노 추기경 앞에서 이후 이러한 학설을 글로 나타내거나 가르치지 않기로 서약하였다. 그러나 갈릴레이는 1630년 코페르니쿠스의 체계를 전적으로 찬양하는 저서 '천문학 대화'를 출판하였다. 1633년, 종교 재판소는 갈릴레이를 소환하였다. 교황은 갈릴레이를 자택에 유페시키고 일체의 저술활동을 금하라고 명령했다. 그러나 갈릴레이는 자기가 쓰고 싶은 것을 자유롭게 쓰다가 쓸쓸한 인생을 끝마쳤다.

*뉴턴*

1684년의 어느 날 영국의 과학자 핼리와 로버트 훅, 그리고 건축가 렌은, 행성이 케플러의 법칙에 따라 운행한다면 그렇게 운행하도록 만드는 힘이 무엇인가에 대해 논쟁을 벌였다. 그러나 여기서 해답을 얻지 못하자 핼리는 연금술에 미쳐 있던 친구인 뉴턴을 찾아가 이 문제에 대해 물어 보았다. 그런데 그 친구는 이미 옛날에 만유인력의 벌칙을 이용하여 이 문제를 해결하고 있었다. 핼리는 그 친구를 설득하여 그 이론을 체계화하여 출판하도록 하였다. 우주의 모든 법칙을 해명하는 '뉴턴의 프린키피아'는 이렇게 하여 탄생하였다.

1664년의 영국 케임브리지는 유럽 전역을 휩쓸던 페스트가 이 도시에도 창궐하여 케임브리지 대학도 문을 닫게 되었는데 이 기간에 뉴턴의 대부분의 연구가 이루어졌다. 이때 그가 가장 몰두했던 연구중의 하나는 달이나 행성을 원 또는 타원궤도로 움직이게 하는 힘이 무엇인가하는 것이었다. 여기서는 그는 만유인력의 법칙을 발견하게 되었다. 흔히들 만유인력의 법칙을 발견하게 사과 때문이라고 하지만 그것은 지어낸 이야기 이다. 그러나 정작 뉴턴이 평생을 두고 몰두한 분야는 연금술이었고 수학이나 물리학에는 별로 시간을 투자하지 않았다. 핼리 혜성의 발견으로 유명한 핼리는 뉴턴의 절친한 친구였고 핼리는 뉴턴이 이미 우주의 비밀을 파악하고 있음을 알고, 그것을 체계화시켜 출판하도록 권유했다. 행성의 운동을 설명하기 위해서는 운동의 일반 법칙을 먼저 기술할 필요가 었었다. 그래서 나온 것이 뉴턴의 운동법칙이다.

-뉴턴의 운동 법칙-

#뉴턴의 제1법칙:관성의 법칙

운동하고 있는 물체는 외부에서 힘을 가하지 않는 한 등속 운동을 계속하려고 하고 정지한 물체는 계속정지하려고 하는 성질.

#뉴턴의 제 2법칙:가속도의 법칙

운동의 변화는 물체에 작용하는 힘의 방향으로 일어나며 힘의 크기에 비례한다.

#뉴턴의 제 3법칙:작용과 반작용의 법칙

두물체가 충돌하였을 경우 그 작용하는 힘은 같고 방향은 반대이다.

운동에 관한 뉴턴의 세 가지 법칙은 1687년에 출판된 '프린키피아'에 실려 있다. 이것은 고전 역학의 기초가 되었을 뿐만 아니라. 물체의 질랴 및 힘의 개념을 분명히 하였다. 케플러의 법칙은 행성의 운동을 정확하게 기술할 수 있었지만 행성이 왜 그렇게 운동하는가는 설명할 수 없었다. 그러나 뉴턴은 중력이 거리의 제곱에 반비례한다는 중력의 법칙과 운동에 관한 세 가지 법칙으로 행성의 모든 운동을 설명할 수 있었다. 그의 저서'프린키피아'가 나옴으로써 비로소 천문학은 과학이 되었다고 할 수있다. 뉴턴의 간단한 수식은 우주의 어떤 작은 문제라도 설명할 수 있었다. 뉴턴의 체계는 과학 뿐만 아니라 철학이나 사회 과학에도 큰 영향을 끼쳤다. 그것은 20세기까지 중세 때의 프톨레마이오스 이상가는 절대적인 권위를 누렸다.

*핼리*

혜성은 예로부터 불행이나 재난을 알리기 위해 하늘에서 파견되 사자라는 믿음이 널리 퍼져 있었다. 케플러는 혜성이 무한에서 무한으로 직선으로 움직인다고 하였다. 그러나 핼리는 뉴턴에게서 모든 천체는 인력의 영향을 받는다는 것을 들어 알고 있었다. 1682년의 어느 날 아주 밝은 혜성이 하늘에 나타났다. 매년 몇 개씩의 혜성이 관측되고 있었으므로 혜성 그 자체는 특별한 것이 아니었다. 그러나 핼리는 그것을 자세히 관측하고 옛날의 기록과 비교하여 그것이 주기적으로 나타나난다는 것을 알았다. 그래서 다음 76년후인 1758년에 다시 나타날 것이라고 예언을 했으나 핼리는 그때까지 살지 못하고 죽었고 그의 말대로 1758년 크리스마스에 그 혜성이 다시 나타났다. 그래서 그 혜성은 지금은 핼리 혜성이라 불리고 있다. 핼리는 또한 고대의 기록은 비교하여 항성들도 그 위치가 변하나는 것을 알아 냈다.

*카시니*

카시니는 토성의 고리 사이의 간격인 카시니 간극을 발견한 것으로 유명하다. 그러나 핼리보다 조금 앞선 시대에 산 카시니의 가장 큰 업적은 지구에서 태양까지의 거리를 최초로 산출한 것이다. 파리 천문대장이던 카시니는 1671년 프랑스령 기아나와 파리 두 지점에서 화성의 시차를 측정하여 그 거리를 계산하였다. 그 계산 결과는 놀라운 것이었다. 즉, 지구로부터 부려 6400만 km나 되는 먼 거리에 있었던 것이다. 그런 계산방법으로 구한 태양까지의 거리는 1억 4천만km로 실제값보다 7%가 작은 값이었지만 우주의 크기를 엄청나게 확대시켰다.

*허셜*

영국의 허셜(1738-1822)은 원래 음악 교사였으나 30세 때 부터 뉴턴의 '광학'을 읽고 하룻밤 사이에 열렬한 천문학도가 되었다. 그는 스스로 렌즈를 갈아 훌륭한 망원경을 만들었으며, 그것으로 밤하늘을 관측하였다. 그런데 아마추어 천문학도인 허셜이 43세 되던 어느 날 밤 하늘에서 이상한 벌 하나를 발견한 허셜은 그것을 왕립협회에 보고하였다. 그별은 천왕성이었고 허셜은 천왕성을 최초로 발견한 공로로 일약 왕립 협회의 회원이 되었다. 그후 돈 많은 미망인과 결혼하여 걱정 없이 천문학에 몰두 할 수 있게 되었다. 허셜은 근대적 천문학의 체계를 세운 최초의 사람이었다. 그는 태양계는 은하의 일부에 불과하며, 은하수는 차바퀴 모양의 별의 집단을 옆에서 본 것에 불과하다는 사실을 밝혀 냈으며, 우주는 상상할 수 없을 정도로 크다고 생각하였다. 또, 항성도 움직인다고 한 핼리의 설을 확인했으며, 태양계조차 헤르쿨레스자리 쪽으로 움직이고 있음을 밝혀 냈다.

*베셀*

지동설을 주장하던 사람들을 끊임없이 괴롭히던 문제는 별의 시차가 발견되지 않는 것이었다. 독일의 베셀(1784-1864)은 1838년 별의 시차를 최초로 발견한 것으로 유명하다. 그리고 베셀은 또 시리우스성이 미미하게 움직인다는 사실을 발견하였다. 그는 이것이 보이지 않는 다른 한 별과 쌍성계를 이루어 서로의 주위를 돌기 때문이라고 생각하였다. 그 보이지 않는 별 시리우스 B는 나중에 미국의 클라크에 의해 발견되었다. 그것은 백색으로 빛나는 초고밀도의 작은 별 백색왜성으로 밝혀졌다. 그러나 별의 시차를 이용하여 별까지의 거리를 구하는 방법은 비교적 가까운 별에 한해서만 유효하다. 왜냐 하면 100파섹(1파섹=3.26광년)밖에 있는 별에 대해서는 시차를 측정하는 것이 현실적으로 불가능하기 때문이다.

*리비트*

1912년 하버드 대학의 여류 천문학자 리비트는 우리은하 가까이에 있는 소마젤란운에서 약 1800개의 변광성을 발견하여, 그 광도와 변광주기 사이에 일정한 관계가 있다는 사실을 알아 냈다. 같은 천문대에 있던 샤플리는 이놀라운 관계에 주목하여 케페이드 변광성을 이용하여 다른 은하까지의 거리를 구하는 척도를 마련하였다. 케페이드 변광성은 광도가 월등하게 밝아 다른 은하계 내에서도 쉽게 발견되기 때문에 먼 은하나 성단의 거리를 산출하는데 큰 역할을 하였다.

*허블*

1914년, 미국 일리노이주에서 개최된 미국 천문학회에서 한 대학원생이 겸손한 태도로 자신이 관측한 결과를 발표하고 있었다. 그의 이름은 슬라이퍼였고 그가 발표한 것은 은하들의 후퇴운동에 관한 것이었다. 스크린에 비친 은하들의 스펙트럼에 나타난 적색 이동은 전문라면 한눈에 알 수 있을 만큼 은하들의 엄청난 후퇴 속도를 암시하였다. 이때 미국천문학회 사상 유례 없던 일이 일어났다. 남의 의견에 수긍하기 싫어하는 자존심 강한 천문학자들 모두가 일어나 기립 박수를 보냈던 것이다. 이 학회에서 슬라이퍼의 발표를 묵묵히 듣고 있던 한 대학생이 있었는데 그가 바로 훗날 허블의 법칙을 발견한 허블이었다. 휴메이슨은 윌슨 천문대에서 이것저것 잡일을 하던 사람이었다. 그는 중학 2학년 중퇴의 학력을 가졌지만, 머리가 총명하고 당구의 명인이었으며 뛰어나 도박사이기도 했다. 어느 날 관측 조수가 병이 나 휴메이슨이 그 일을 대신하였는데 뛰어나 재주를 발휘하여 그 후로 천체 망원경 조작원 겸 관측 조수가 되었다. 허블이 천문학에 있어서 20세기의 가자 획기적인 발견을 이루어 내는 데에는 휴메이슨의 도움이 있었다. 그들은 그 당시 세계 최대의 구경(250cm)을 자랑하던 망원경으로 먼 은하들의 스펙트럼을 조사하였다.그리하여 허블은 별들이 우리에게서 멀어져 가고 있다는 사실을 알아냈다. 그리고 케페이드변광성을 이용해 각각의 은하거리를 측정한 결과 먼 곳에 있는 은하일수록 더 빨리 멀어져가고 있다는 것을 알아냈다. 따라서 우주가 모든 방향으로 팽창하고 있다는 허블의 법칙을 발견하게 되었다.

이렇게 하여 현대의 우주론과 천문학이 발달하게 되었다.

나라로..