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[대학공부] 천문지리에 대한 소고

[하늘은 몇도인가?]

열자(列子) 탕문(湯問)에 나오는 일화이다.

공자(孔子)가 동으로 갈 때 두 소아(小兒)가 다투는 것을 보고 그 이유를 물었다. 한 아이가 “나는 태양이 처음 나올 때가 사람과 거리가 가깝고 태양이 중천에 있을 때는 멀다고 하였다.” 하고, 한 아이는 “나는 해가 처음 나올 때는 멀고 해가 중천에 떴을 때가 가깝다고 여긴다.”고 하니, 처음의 아이가 “태양이 처음 나올 때는 크기가 수레바퀴만 하였는데 중천에 오니 겨우 소반만 하니 이것이 먼 것은 작고 가까운 것은 크다는 것이 아니냐.” 하였다. 그러자 한 아이가 “해가 처음 나올 때는 찬물을 끼얹는 것처럼 으슬으슬 추웠는데 중천에 오르니 욕탕에 들어간 것처럼 더우니, 이것이 가까운 것이 덥고 먼 것이 추운 것이 아니냐.” 하니, 공자도 어떻게 말해야 할지 몰랐다.

정조 :

역술가들이 증명한 바, 별들끼리 서로 가리어져 일식과 월식이 생긴다는 것과 운행하는 도수의 속도는 모두 멀고 가까운 징험에 부합되느냐? 365도(度)와 4분의 1도란 옛 법의 하늘 둘레의 도수이며, 360도는 지금 법의 하늘 둘레의 도수이다. 항성(恒星)은 이동하지 않고 황도(黃道)가 서쪽으로 물러난다는 것은 세차설(歲差說)의 옛 법이고, 황도는 움직이지 않고 항성이 동으로 행한다는 것은 세차설의 지금 법이다. 옛 법이 지금의 것보다 우세한 것이냐, 지금의 법이 옛것보다 치밀한 것이냐?

이가환 :

......해가 날마다 1도를 물러나는데, 365도와 4분의 1이 쌓이면 한바퀴를 돈다고 합니다. 이것은 해 바퀴의 전경(全經)을 1도로 삼은 것입니다. 여기에서 하늘의 둘레의 도수가 365와 1/4도란 설이 생긴 것입니다. 또 둥근 원형을 똑같이 4등분 하였을 경우 그 하나를 상한(象限 ; 90도)이라 하는데, 매 상한마다 각각 90도로 나누었습니다. 여기에서 하늘의 둘레도수는 360도라는 설이 나오게 된 것입니다.

해는 비록 날마다 1도씩 물러나지만 운행에 있어서는 높고 낮음이 있으니 높으면 경(經)에 비하여 조금 적고 낮으면 경에 비하여 크게 됩니다. 이 때문에 해의 전경(全經)을 가지고 1도로 삼아서는 안 되는 것입니다. 이것은 360도를 고르게 나누어서 정일하게 하되, 365일이라는 한 해의 날짜가 실제로는 그 안에 그대로 있어서 (해의 전경, 즉 365와 1/4도는) 폐하지 않는 것만 못합니다.

더구나 360이란 숫자는 실제로 사용함에 있어 아주 편리합니다. 360이란 숫자는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10을 가지고 나누어도 고르게 나누어지지 않는 경우가 없습니다. 그러니 360으로 한 것은 참으로 숫자 가운데에서 아주 편리한 것을 잘 취한 것입니다.

물론 이러한 문답은 현대의 지구과학적 사고와는 다르지만 그 요점은 동일하다. 여기서 일년을 산정하는 방법이란 복잡한 문제가 있는데, 동서양이 어떤 방법으로 역산하던 유사한 수치로 역법을 환산하고 그 오차를 적용하여 실용화했다는 것이다. 어느 것이 편리하고 실용적이냐의 문제인데, 당시 서양과학의 지식이 도입되어 있고 천문을 다루는 학자들은 이를 전폭적으로 수용하고 있던 시대였다. 서양역볍과 기하학은 그 편리성이 기존 동양의 방식보다 우월했다는 것이다. 이가환의 답변은 그런 것에 대한 답변이다. 물론 이러한 입장에 선 사람들이 서학도로 몰려 옥사하는 비극이 정조 사후 일어나고 억울하게 죽어야만 했던 것도 사실이다.

이러한 역사의 실제 속에서 원통하게 죽어야 했던 이들에 대한 진실에 대하여 조금이라도 익숙해지고 알게 되는 것만으로도 이는 대단한 일이 될 수도 있다. 천지간에 가득찬 것이 신이라지만, 그 신도 알아주는 사람이 있어야 그 원혼도 달래질 것이기 때문이다.

정조 :

별은 하늘을 따라 서쪽으로 행하고 태양은 하늘과는 반대로 동쪽으로 간다는 것은 한나라의 기록이고, 하늘은 좌편으로 돌고 태양은 우편으로 돌며, 태양은 동에서 나오고 달은 서편에서 생긴다는 것은 소강절의 학설이며, 하늘과 일월과 오성이 모두 좌편으로 선회한다는 것은 장횡거(張橫渠)의 학설이다. 《시경》의 전주(傳注)는 소 강절을 따르고 《서경》의 전주는 장횡거를 따른 것이 주자(朱子)이다. 선현의 동일하지 않음이 이와 같으니, 앞으로 누구에게 절충하라고 한 것이냐.

이가환 :

‘항성(恒星)은 이동하지 않고 황도(黃道)가 서쪽으로 물러난다’는 것은 옛날의 세차설입니다. 그리고 ‘황도는 움직이지 않고 항성이 동쪽으로 운행한다’는 것은 오늘 날의 세차설입니다. ...만약 황도가 서쪽으로 옮겨 간다면 항성의 황도는 경도와 위도가 매년 같지 않았을 것이고, 적도는 경도와 위도가 의당 예로부터 지금까지 변하지 않았을 것입니다.

그런데 지금 항성의 황도를 보면, 경도는 매년마다 동쪽으로 행하고 있고, 위도는 변하지 않고 있습니다. 그리고 적도를 보면, 경도와 위도가 해마다 같지 않습니다. 심지어는 황도대거(黃道大距)의 안쪽에 있는 별들에 이르러서는, 장차 남쪽과 북쪽의 별들이 자리를 바꾸게 되었습니다. 이것으로 미루어 보면, 항성이 동쪽으로 운행하는 것이 분명합니다.

그에 대하여 실제로 증험하고자 한다면, ...의당 혼의(渾儀)는 사용하지 말고 단지 혼상(渾象)만을 만들어 써야 한다고 생각합니다. 혼상의 가운데를 황도로 나누고 황도와 적도의 좌우에 있는 별들을 매단 연후에 별도로 적도의 고리를 만들어 그 허리둘레에 붙여서 돌게 해야 합니다. 그럴 경우 그 실제적인 모습이 잘 드러날 것입니다.

......역상가들이 ‘하늘은 왼쪽으로 돌고 해와 달은 오른쪽으로 행한다고 하였는데, ...아주 오랜 옛날부터 그러한 설이 있었던 바, 소강절이 그대로 따른 것입니다. 그러다가 장횡거에 이르러 비로소 ‘하늘과 칠정이 모두 왼편으로 돈다’ 고 하였습니다. ...이 두 가지 설이 같지는 않으나 결론적으로 똑같은 것이라 여깁니다.

...하늘의 운행은 아주 빨라서 하루에 한바퀴를 돌면서 1도를 더 지나갑니다. 해는 하늘에 떠 있으면서 느리게 가, 하루에 땅을 한바퀴 도는데, 하늘에 있어서는 1도를 미치지 못합니다. 오성(五星)과 달이 비록 각각 늦고 빠름이 있으나 그 운행이 하늘의 운행에 미치지 못하는 것도 마찬가지입니다. 그것이 쌓여서 오래되면, 빨라서 1도를 더 지나가는 것은 왼쪽으로 돌게되고, 느려서 1도에 미치지 못하는 것은 오른쪽으로 돌게 됩니다. 주자의 경우 장횡거의 설을 옳다고 하였는데, ......“일월성신은 오른 쪽으로 돈 적이 없다. 이것들은 단지 하늘을 따라서 돌 뿐이다” 고 한 것이 그것입니다.

조선의 역법은 사실 세종 때 이순지(李純之)와 김담(金淡)이 간행한 역서(曆書)인 칠정산내외편 [七政算內外篇]이 백미이다. 칠정산내편은 원나라에서 동양력을 개량한 수시력(授時曆)을 해설하여 만들어진 것이고, 칠정산외편은 회회력법(回回曆法)을 해설하여 만들었는데 그 계통이나 방법에는 큰 차이가 없다고 한다. 칠정(七政)이란 일 월 화 수 목 금 토를 말하는 것으로 이 행성들의 운동을 계산하는 수학적 방법이 칠정산이다. 당시 전세계를 통털어 이 정도의 정밀도를 가진 역법은 공식적으로 회회력과 중국역법과 칠정산내외편의 조선역법 뿐이었다.

칠정산외편에서 도(度)의 단위를 오늘날처럼 원주를 360°로 하는 60진법(進法)을 채택하였는데, 1태양년(太陽年)의 길이는 역일(曆日)로 365일로 하되 128태양년에 31윤일(閏日)을 두었다고 한다.

128태양년＝(365×128＋31)일

따라서, 1태양년＝365일 +31 / 128 = 365.242188일 ＝ 365일 5시간 48분 45초

이는 현대의 태양년과 비교하여 1초 짧을 뿐이다. 이는 원나라의 수시력의 값 365.2425일보다 더 정확하다. 아라비아는 순전한 음력을 쓰고 있기 때문에 태음년(太陰年) 354.36667일을 태양년 대신에 쓰고 있어서 아주 복잡한 계산을 하여야 하는데 실용적인 측면에서 태양년 기준으로 다시 풀어야 실용적이라는 점에서 대단한 업적이라 할 수 있다.

여기서 한가지 돌이켜볼 것은 360이란 숫자와 365와 1/4이란 숫자이다. 지구가 태양을 한바퀴 도는 실제 거리는 360도가 아닌 365와 1/4도이다. 물론 이도 선천역법과 현대과학적 관점에 의한 수치이다. 이는 행성이 정지하고 있는 것이 아니라 운동하고 있기 때문이라고 보아야 하지만 아쉽게도 그와 관련한 이론은 없는 것 같다.

지구의 공전궤도는 타원형이다. 단순한 관측으로는 태양이 근일점과 원일점에서 움직이는 속도가 다르다. 태양이나 지구가 운동하는 속도가 달라질 리는 없기 때문에 궤도가 타원형이란 것이다. 이 타원의 정도를 궤도의 이심율(離心率, eccentricity)이라고 하는데, 이심율이 0이면 원운동을 하는 것이고 이심율이 크면 포물선형으로 더욱 길쭉한 원운동을 한다.

흔히들 지축이 기울어져서 지구가 타원운동을 하는 것으로 생각하는 경우가 많은데, 이는 전혀 사실이 아니다. 지축의 경사와 궤도의 이심률과의 상관성은 현재론 전혀 없다. 지축 정립이란 용어도 개념이 모호하지만 이는 황도면에 지축이 직각이 된다는 말인데, 이렇게 되는 경우와 지구의 이심율이 0이 되는 것과는 무관하다는 것이다.

o 태양계 행성의 궤도 이심율

수성(0.2056)>화성(0.0934)>토성(0.0557)>목성(0.0484)>천왕성(0.0472)>지구(0.017)>금성(0.0068)

o 자전축 기울기

화성(25°) 지구(23.5°) 수성(0.1°) 토성(26.73°) 천왕성( 97.7°) 목성(3.13°) 금성(-3°)

(금성은 자전방향이 다른 행성과 반대)

태양계의 행성과 비교하여 볼 때, 지축이 기울어져 있기 때문에 지구가 타원운동을 한다는 것은 과학적 사실이 아니다. 또한 지축의 기울기가 해소되면 적도부근은 전체가 사막화된다. 물론 이 문제에 대하여는 다른 주장이 있을 수도 있지만 현재의 과학적 지식으로는 그렇게 된다는 것이다.

현재의 역법에서 절기를 채택하고 있어 일년을 24절기로 나누어 쓰고 있는데, 이도 춘분점에서 추분점까지의 일수와 추분점에서 춘분점까지의 일수가 균일하지 않게 쓰고 있다. 이는 지구 공전속도의 실제 계산치가 근일점인 동지점과 원일점인 하지점에서 다른 사실을 반영한 때문이다.

그러면 일년이 360일이 되는, 지구 공전궤도의 이심율이 0이 되어 정원운동을 한다고 하는 것과 지구가 축이동을 하는 것은 별개의 요소라는 것을 발견하게 된다. 축이동에 의한 계절변화의 해소는 지축이 황도대에 직각이 되는, 지구에서 볼 때 황도축이 지축과 일치되는 변화가 일어나는 것인데, 이는 바로 천문학으로는 천구의 북극이동으로 표현되는 것과 동일한 것이다. 이 변화가 23.5도의 변화이지만 실제 지구에는 이보다 더 큰 변화가 일어날 수밖에 없다. 즉 단순한 23.5도만큼의 변화만큼만 발생하지는 않을 것이란 것이다.

지축의 경사와 지축의 정립이라는 용어는 황도대를 중심으로 쓰이는 용어이고, 12지지상으로 지축이 축미방향으로 기울어져 있다는 것은 전적으로 잘못된 이해이다. 자오선의 지구 자전축이 황도대에 23.5도 기울어져 있는 것이고, 축의 이동은 황도대와의 기울기를 없애는 것이고, 이는 천구의 북극이 바뀌는 것이기도 하다. 이러한 변화가 공전궤도의 이심율과는 별개 요소라고 할 때, 지구의 정원운동은 궤도의 조정에 의한 또 다른 요소이다. 이것이 동시에 발생할 변화인가, 어떤 주기를 두고 일어날 것인가는 확인할 방법도 입증할 근거도, 능력도 없다. 이러한 변화에 대하여 적절한 개념적 용어는 궤도의 조정이라고 하는 편이 축의 이동이든 궤도의 변화이든 적절하지 않을까 한다.

그리고 깊이 생각해보아야 할 또 하나의 문제는, 시간의 마디의 문제이다. 하늘의 중첩과 마찬가지로 시간의 중첩이라는 문제이다. 영속하는 우주는 시작도 끝도 없는 것이다. 시간의 특정 지점에서 또 다른 특정지점까지 시간이 갇혀 있는 것처럼 설명되는 시간 순환론은 순환주기의 중첩에 의한 시간마디의 연속성으로 바꾸어 생각하는 관점을 취하여야 한다고 본다.

소강절이 설파한 360 X 360 이라는 129600년 1원 주기설은 다른 시간주기론에 의하여 탄생한 현재의 시간주기이고 이 시간주기는 다시 새로운 시간주기를 향하여 나아가고 있는 것으로 보자는 것이다. 그러면 360수 수리론의 바탕인 최대확장원수는 385수이다. 이를 간략히 윤역의 원리로 정리하면 다음과 같다.

360 X 385 = 129600*385/360 = 138600

360 X 365.2422 = 131487.192

지구가 360일의 정역시대로 들어가는 것은 13만년의 과정을 거친 결과라는 가설이 성립한다. 현상적으로 소강절의 원회운세론에 따라서 선후천을 64800년으로 보는 것은 현재 역법상으로 그렇게 보인다는 것일 뿐이고, 실제 시간의 흐름은 영속적으로 이어져 가기 때문에 13000~14000년이란 시간마디에서 창조되는 새로운 시간주기가 360 정역수라고 이해하고 이에 대하여 깊은 연구가 필요하다고 본다. 이는 시간의 주기가 폐쇄된 구간 속에 있느냐, 열려 있는 연속된 흐름이냐의 문제이다. 우주 행성의 공전주기 속에 시간이 갇혀 있느냐, 아니면 시간이 시간자체를 끊임없이 창조하는 영속체이냐의 문제이다.