6월의 추천도서(1571)천체의 회전에 관하여- 코페르니쿠스

책소개

이 책이 속한 분야

• 과학 > 천문학 > 교양천문학

1473년 폴란드에서 출생한 천문학자 코페르니쿠스의 책. 우주는 구형이다, 지구도 구형이다, 천체의 운동 은 규칙적이고 영원하며 원운동 또는 원운동의 혼합이다, 지구의 3가지 운동의 증명 등 23개 장을 통해 천 동설의 불합리성과 지동설의 당위성을 주장했다.

목차

001. 우주는 구형이다 
002. 지구도 역시 구형이다 
003. 땅과 물이 어떻게 하나의 구체를 형성하는가 
004. 천체의 운동은 규친적이고 영원하며 원운동 또는 원운동의 혼합 
005. 지구는 원운동을 하는가? 그리고 그 위치는? 
006. 지구의 크기에 비한 하늘의 광대함에 관하여 
007. 고대인들은 왜 지구가 우주의 중심에 정지해 있다고 생각했는가 
008. 전술한 이유들의 불충분함, 그리고 반론 
009. 여러가지운동이 지구로부터 발생할수있는가와 우주의중심에대해 
010. 천체 궤도의 질서에 관하여 
011. 지구의 3가지 운동의 증명 
012. 원호의 길이에 대하여 
013. 평면 삼각형의 변과 각에 대하여 
014. 구형 삼각형에 대하여 
015. 다섯 행성의 황위상 이각에 대한 일반적인 설명 
016. 행성들이 위도상에서 움직이는 궤도에 대한 가설 
017. 토성, 목성, 그리고 화성의 궤도의 기울기는 얼마나 큰가 
018. 세 외행성의 개별적인 위도와 일반적인 위도에 대하여 
019. 금성과 수성의 위도에 대하여 
020. 궤도의 경사에 따른 수성과 금성의 원지점과 근지점에서의... 
021. 수성과 금성의 경각의 크기에 대하여 
022. 편차라 불리는 금성과 수성의 위도의 세번째 상황에 대하여 
023. 다섯 행성의 위도 계산에 관하여 
024. 부록/ <천체의 회전에 관하여> 중에서 
025. 해설 

서문

《천구의 회전에 관하여》의 첫 부분에는 '이 연구에 관심을 갖고 있는 독자를 위해'라는 무명의 서문이 나온다. 이는 처음에 코페르니쿠스가 썼다고 여겨졌으나, 지금은 루터교 신학자이며 코페르니쿠스의 친구인 앤드루 오시앤더가 출판물을 통해 《천구의 회전에 관하여》를 보고 나서 쓴 것으로 알려져 있다. 이 서론에서 오시앤더는

“이 책의 저자가 비난받을 만한 어떠한 일도 하지 않았음을 발견하게 될 것이다."

라는 말을 하며 코페르니쿠스를 옹호하고 있다. 오시앤더의 논리는 결국 코페르니쿠스는 방대한 자료들의 수집을 통한 가설의 설정을 한 것이기 때문에 비난받을 이유가 없다는 것이다. 그는 한 가지 움직임에 대해서도 다양한 이론들이 존재하는 것처럼, 천문학자들은 가장 이해하기 쉬운 이론을 선택하려고 하며 코페르니쿠스는 이러한 천문학자의 일을 한 것이라고 한다. 그럼 오시앤더의 서문 중 이 부분에 대해서 살펴보자.

"성실하게 숙련된 관찰을 통해 천체운동의 변천에 대한 자료를 수집하고, 그가 만들고 싶은 대로 가설이나 이유를 만들어서, 그 가설상의 가정과 기하학적 원리로부터 과거와 미래의 천체운동들을 관측된 것과 같게 계산해내는 것이 천문학자의 일이기 때문이다.이 책의 저자는 이러한 자료의 수집과 가설의 설정이라는 두 가지 면에서 두드러지게 뛰어나다. 왜냐하면 위에서 말한 것과 같은 이러한 가설들은 반드시 사실일 필요는 없으며 가설은 다만 관측값과 맞는 계산을 할 수 있을 정도면 충분하기 때문이다."^[2].

오시앤더는 바로 코페르니쿠스가 한 일이 사실일 필요도 사실이 아닐 필요도 없는 그냥 가설이라는 점을 강조한다. 그가 한 것이 바로 천문학자들이 늘 하는 일이라는 것이다. 마지막으로 그는 다음과 같은 말로 자신의 글을 끝맺는다.

"이 가설들은 놀랍고도 쉬우며 막대한 학술적 관측의 보고를 가지고 있기 때문에 이제 더 이상 확실성이 없는 옛 가설들 위에 이 새로운 가설이 널리 알려지는 것이 필요한 때이다. 인지의 용도를 위해 만들어진 것을 사실이라고 믿는 사람은 이 학문에 입문할 때보다 더 심한 바보가 되어 이 학문을 떠나게 될 것이다. 천문학은 우리에게 확실한 것은 아무것도 주지 않으니 가설에 관한 한, 천문학으로부터 어떠한 확실성도 바라지 말도록 하자."

여기서 오시앤더가 말하고 있는 가설은 태양중심설을 말한다.

한 편, 태양중심설의 지지자였던 요하네스 케플러는 이 무명의 서문에 무척 분노했는데, 그 이유는 코페르니쿠스 자신도 태양중심설이 실제 태양계의 구조를 설명한 것이지 단순한 수학적 계산을 위한 장치가 아니라는 것을 알고 있었다고 생각했기 때문이다.

내용

천구의 회전에 관하여는 1권부터 6권까지 총 6권으로 분류된다.

1권

1권에서는 태양중심설에 대한 내용을 다루고 있다. 그는 1권에서 프톨레마이오스가 제안했던 지구 중심 체계를 거부하고 중세까지 이어져 왔던 천체의 순서인 ‘지구-달-금성-수성-태양-화성-목성-토성’을 거부했다. 그리고 그는 태양 중심 체계에 따라 현재의 태양계 순서를 주장했다. 1권의 내용을 살펴보면 1에서 3장까지는 태양과 다른 천체들, 지구까지도 모두 외형이 둥글다는 내용을, 즉 모든 천체들은 완벽한 구 모양을 하고 있다는 내용을 담고 있다. 4장에서는 모든 천체들은 일정한 중심을 가지고 모두 등속 원운동을 한다고 하고 5장에서는 지구가 자전을 하면서 태양을 중심으로 원운동을 하고 있다는 주장, 태양 중심체계에 대한 주장을 드러내게 된다.

그 뒤에 3장에 걸쳐서 자신이 주장한 태양 중심 체계에 반박하는 학자들의 주장을 반박하고, 그 다음 3장은 태양 중심체계를 이용하여 천체들의 운동들을 논리적으로 설명하고 있다. 예를 들어, 화성, 목성 등 외행성의 역행운동이나 그리고 마지막 12-14장은 원호의 표와 삼각법의 기초적인 정리를 설명하며 뒤 2권에 대한 기본적인 수학적 준비를 하고 있다.

2~6권

2권에서는 구면천문학에 대한 내용을 담고 있는데 구면천문학이란 태양, 달, 행성들, 즉 천체들의 겉보기 운동, 위치, 크기 등을 관찰하고 이를 통해서 실제거리, 공간에서의 운동을 연구하는 부문이다. 또한 일식과 월식이 일어나는 시각에 대한 자세한 연구와 천체의 위치를 통해 달력을 제작하는 것도 구면천문학의 한 분야이다.

3권에서는 지축의 선회운동에 의한 세차 운동을 포함한 지구의 운동, 춘분점의 이동에 대한 수학적인 설명을 담고 있다. 4권에서는 달의 운동에 대해서 다루고 있고 5권에서는 행성들의 경도 방향 운동, 6권에서는 행성들의 위도 방향 운동에 대해서 다루고 있다.

이의 자세한 내용을 살펴보면 1장과 2장에서는 위도 방향 운동에 대한 기본적인 설명을 담고 있다. 3장과 4장은 외행성의 궤도 기울기와 이에 따른 위도의 변화에 대한 내용을 담고 있다. 5장에서 8장까지는 내행성, 수성과 금성의 운동에 따른 위도 변화에 대하여 수학적으로 설명하고 있다. 그리고 마지막 장에서는 다섯 행성의 위도를 어떻게 계산하는 지에 대한 내용을 담고 있다.

책의 성향

이 책에서 코페르니쿠스의 성격이 드러나는데 그는 천체들이 현재의 개념처럼 공간 위에 떠있는 것이 아니라 천구에 박혀서 그 궤도를 따라서 운동한다고 하였다. 그러면 지구의 계절이 변하지 않는 문제가 발생하는데 그는 이를 세 번째 운동을 추가하여 자전축이 주기를 가지고 돈다고 했다. 그리고 이 주기를 공전 주기보다 약간 길게 하여 26000년 주기의 세차 운동도 잘 설명해냈다. 1권의 내용은 단순하고 미학적인 모델을 보여주었다.

하지만 코페르니쿠스는 이를 천문학자들이 읽기를 바랐고 이는 2권부터 복잡한 계산들과 수식들로 이루어진 책을 쓰게 되었다. 뿐만 아니라 천체는 완벽한 원운동을 한다는 것에 집착하고 프톨레마이오스가 제안했던 등각속도점을 쓰기를 거부하였고 이는 프톨레마이오스의 지구 중심설과 같이 많은 주전원과 이심원을 사용하여 천체들의 운동을 설명해야 했다. 이러한 점에 의해 당시 코페르니쿠스가 제안했던 모델은 일부 전문적인 천문학자들 사이에서 읽혔으나 그 파급력은 비교적 적었다.