지구의 둘레 길이는 얼마인가요? 지구는 둥근 모양이니 원이라고 생각할 수 있습니다. 원의 둘레를 한자로 원주(圓周, Circumstance)라고 합니다. 그럼, 원의 둘레 길이는 원주 길이라고 할수 있습니다. 우리가 중학교 수학 시절에 배운 원의 둘레 길이, 즉 원주 길이는 제가 기억하기로 L = 2πr = 2 x 3.14 x 반지름 이었습니다. 맞을 것입니다. 제 기억력이 아직은 살아 있습니다. 하하하. 위의 원주 길이 구하는 방정식에서 2와 원주율(π)은 알고 있으니 다음은 지구의 반지름을 알아 내는 것입니다. 하지만 지구의 반지름을 어떻게 알아낼 수 있을까요? 안타깝게도 저는 모릅니다. 제가 따로 지구의 둘레 길이를 구하려고 노력을 하지 않아도 이미 인터넷에는 아주 자세하게 또는 간단하게 답을 내어 놓았습니다. 하지만 현재의 과학으로 발전하기 이전에 과연 인간은 지구의 크기에 대해서 궁금하지 않았을까요? 지금부터 지구의 둘레 길이를 구하려고 노력하였던 옛날의 과학자를 알아 보겠습니다.
지구의 둘레 길이 측정하기 1
지구의 둘레 길이를 구하려고 노력했던 과학자 중 한명은 고대 그리스의 수학자이자 천문학자인 에라토스테네스(Eratosthenes)입니다. 에라토스테네스는 기원전 3세기경에 알렉산드리아 도서관에서 근무하면서 지구 둘레를 측정하는 방법을 연구했습니다. 그는 하지(夏至)날 정오에 시에네(현재의 이집트 아스완)에서는 햇빛이 수직으로 비치지만, 알렉산드리아에서는 햇빛이 비스듬하게 비친다는 사실을 발견했습니다. 이를 기초로 에라토스테네스는 지구가 완전한 구형이라고 가정하고, 두 지점의 위도 차이와 두 지점 사이의 거리를 이용하여 지구의 둘레를 계산했습니다. 그는 알렉산드리아와 시에네 사이의 거리를 약 925km로 추정하고, 두 지점의 위도 차이를 7.2도로 계산하여 지구의 둘레를 약 46,250km로 계산했습니다. 오늘날의 측정값인 40,008km와 차이가 있지만, 당시의 기술과 지식으로는 매우 정확한 측정이었습니다. 이게 어떻게 계산이 되는 것이지요?
지구의 둘레 길이 측정하기 2
지구의 둘레 길이를 서양 역사에서는 고대 그리스의 에라스토테네스 천문학자가 기원전 3세기에 측정을 하였지만, 동양의 역사에서도 지구의 둘레 길이를 측정하려는 시도가 있었습니다. 중국의 수학자 조충지는 원주율을 소수점 아래 6자리까지 계산한 것으로 유명한 분입니다. 이는 당시로서는 매우 높은 정확도였습니다. 원주율을 이용하여 지구의 둘레를 계산한 것으로 보아, 지구의 둘레를 구하는 데에도 원주율을 이용했을 것으로 추측됩니다. 조충지는 기원후 3세기경에 지구의 둘레를 약 31,000km 로 계산했습니다. 이는 오늘날의 측정값인 40,008km와 큰 차이가 있지만 당시의 기술과 지식으로는 매우 정확한 측정이었습니다. 조충지는 수학뿐만 아니라 천문학에도 관심이 많았습니다. 그는 지구가 둥글다는 것을 알고 있었으며, 지구의 둘레를 계산하기 위해 다양한 방법을 시도했습니다. 당시에는 지구의 둘레를 측정할 수 있는 기술이 부족했기 때문에, 조충지의 계산은 오늘날의 측정값과 차이가 있을 수밖에 없습니다. 하지만 그의 계산의 당시의 기술과 지식으로는 매우 정확한 것이었으며, 지구의 크기와 모양에 대한 인류의 이해를 크게 발전시키는 데 기여했습니다.
지구의 둘레 길이 측정하기 3
서양에서는 고대 그리스의 천문학자 에라스토테네스와 중국에서는 조충지라는 학자가 지구의 둘레 길이를 측정하였습니다. 우리나라 역사에서는 지구의 둘레 길이를 측정하고자 시도했던 학자가 없었을 까요? 아닙니다.우리나라의 역사에서도 지구의 둘레를 측정하려고 노력했던 인물이 있습니다. 대한 민국의 역사에서 과학적 진보를 가장 많이 이루어낸 세종 대왕 시절의 학자인 이순지입니다. 이순지는 1406년에 태어나 1465년에 세상을 떠났습니다. 본관은 양성(陽城)이며, 자는 성보(誠甫), 시호는 정평(靖平)입니다. 세종대왕의 명에 따라 역법(曆法) 연구에 참여하여 『칠정산내외편(七政算內外篇)』을 저술하는 등 조선의 역법 정비에 크게 기여했습니다. 칠정산내외편은 조선의 독자적인 역법으로, 중국의 역법을 조선의 실정에 맞게 수정한 것입니다. 또 천문의상(天문儀象)들의 교정 및 제작에 참여하였으며, 『교식추보법(交食推步法)』을 완성하여 천문학 분야의 발전에 이바지했습니다. 교식추보법은 일식과 월식을 예측하는 방법으로, 이순지는 이를 통해 일식과 월식을 정확하게 예측했습니다. 이순지는 지구가 둥글다는 것을 전제로 하고, 지구의 둘레를 계산하기 위해 다양한 방법을 시도했습니다. 그는 지구의 둘레를 계산하기 위해 위도와 경도의 개념을 도입하고, 이를 바탕으로 지구의 둘레를 계산했습니다. 당시 조선의 위도를 38도로 가정하고 원의 둘레 공식인 2πr 을 이용하여 지구의 둘레를 계산했습니다. 그 결과, 이순지는 지구의 둘레를 약 39,000km로 계산했습니다. 오늘날의 측정값인 40,008km와 큰 차이가 있지만 당시에는 지구의 둘레를 측정할 수 있는 기술이 부족했기 때문에 이순지의 계산은 오늘날의 측정값과 차이가 있을 수밖에 없지만, 그의 계산은 당시의 기술과 지식으로는 매우 정확한 것이었으며, 지구의 크기와 모양에 대한 인류의 이해를 크게 발전시키는 데 기여했습니다.