| [ garbages ] in KIDS 글 쓴 이(By): limelite (a drifter) 날 짜 (Date): 2012년 01월 17일 (화) 오전 03시 09분 51초 제 목(Title): Re: 요 며칠 이해가 안 가는 얘기 -_-; http://en.wikipedia.org/wiki/R%C3%B8mer%27s_determination_of_the_speed_of_light 아무래도 뭔가 확실하게 납득이 안 되어서 결국 위 wiki 항목을 읽었습니다. 버벅거리면서 -_-;;; 읽어보니... 기본 뼈대는 예측치에 대한 delay를 측정해서 빛의 속도를 알 수 있었다는 것이기는 한데(사실 이 맥락에서는 다른 방법이란 게 있을 리가 없으니까), 구체적인 내용이나 양상은 생각하던 것에 비해 상당히 다르다고 해야하는지?!? 1. 일단 목성 위성 이오의 목성에 대한 식 현상의 특징을 알아야겠네요. 저는 이런 것까지 생각하지는 못했었는데요. 목성 위성 이오의 (목성에 대한)공전궤도는 목성의 (태양에 대한)공전궤도와 비슷한 각도이고, 이오가 목성에 매우 가깝고, 이오에 비해 목성이 거대하므로, 이오가 목성을 공전할 때마다 거의 한번씩 식 현상 즉 이오가 목성의 그림자에 들어가는 상황이 발생합니다. 이오가 식 상태일 때, 즉 목성의 그림자에 들어갈 때는 지구에서는 이오가 보이지 않게 되죠. 식 때문에 이오가 보이지 않는 현상이 발생하는 시각에는 지구의 위치 혹은 관측자의 위치가 영향을 주지 않습니다. 이오와 목성의 위치에 의해서만 결정되는 현상이기 때문입니다. 단지, 빛의 속도가 유한/일정하기 때문에 지구 상에서 관측할 때는 지구-목성(이오) 거리에 따른 delay가 발생하는 것이죠. 2. 그런데, 지구의 위치에 따라 이오의 식현상을 전부 혹은 일부를 관측할 수 없는 경우가 발생합니다. 관측에 제약조건이 있는 거죠. 이 부분까지 설명하면 장황하니까 여기에 대해서는 wiki 글 참조하세요. 이오의 식현상을 관측할 수 없는 경우로 특히 적어야 할 것이 목성이 지구 하늘에서 보기에 태양에 근접해 있는 경우, 천문용어로 합(合, conjunction) 근처에 위치하는 경우인데요. 목성이 합 근처에 있기 때문에 이오의 식현상을 관측할 수 없는 기간이 5~6개월이나 된다고 하네요. 이 기간이 제 생각보다 훨씬 길군요. (앞의 제 글에서 heliacal rising/setting 관측법을 이용해서 행성이나 항성이 태양에 상당히 가까운 각도에 있더라도 대략 관측이 가능하다고 했었는데요. 간단하게 생각해서 이 방법의 연장에서 행성의 위성도 비슷하게 관측할 수 있을 거라고 생각했는데? 아닌 거네요 -_-; 목성은 -2등성인데 반해, 이오는 5등성으로 어두워서 그런가... 그래도 육안 관측이 아니고 뢰머 시대면 망원경 관측인데??? 암튼 제가 다른 근거가 없으므로 이건 wiki 글을 인정하고 넘어갑니다. 이 기간이 짧아진다고 결론이 달라지는 것도 아니라서요.) 한편... 목성이 충(衝, opposition) 근처에 있을 때, 그니까 지구 하늘에서 목성이 태양 반대편에서 보여 밤하늘에서 가장 잘 보일 때에도 오히려 이오의 식 현상을 직접 관측할 수 없습니다. 이 경우는 식 현상 전체 동안 이오가 목성에 가려버리기 때문입니다. 그나마 이 경우는 합 때와 달리 기간도 짧고, 식현상 시각에 대해 어느 정도 추산은 가능하겠지만, 그래도 관측을 통해 정확한 시각을 알 수는 없습니다. (지구와 목성이 충 상태일 때, 항상 이오의 식현상을 관측할 수 없는지는? 지구와 목성의 궤도면이 완전히 같은 평면에 있지 않기 때문에, 궤도면 위쪽에서 보기에는 충 상태여도 궤도면 옆에서 보면 지구와 목성이 어긋날 수 있고, 이런 경우는 지구에서 목성의 그림자 부분을 관측할 수 있으니까 충 상태에서도 이오의 식 현상을 관측할 수 있는 것 아닐까... 생각은 들지만... 역시, 제가 근거를 가지고 있는 추정은 아니고, 제 추정이 맞더라도 충 상태 중 일부에 해당하는 경우라 결론을 크게 다르게 만들지 않으므로 넘어갑니다.) 3. 따라서 Lina님 말씀대로... 네이버 캐스트의 설명, 합과 충에서 이오의 식 현상을 관측하고 식 시간 차이를 비교해서 빛의 속도를 측정했다는 설명은 "명백히" 그리고 "거의 완전한 정도로" 잘못 되었습니다. 합이나 충 어느 때건 이오의 식 현상을 관측할 수도 없고, 식 현상 관측 시각의 delay를 측정했던 것이지 식 현상 시간의 차이를 측정했던 것도 아니기 때문입니다. 뢰머는 관측 가능한 위치에서 이오의 식현상을 관측하고, delay를 계산하고 빛의 속도를 추산했는데, 그 결과를 지구 공전궤도 지름 같은 천문학적 단위를 이용해서 표현했던 것 뿐입니다. 다른 천문학자들이 뢰머의 계산 결과를 가지고 지구 인간들이 실사용하는(표현이 어째 -_-) 단위로 환산해 빛의 속도를 제시했는데, 그 중 최초는 호이겐스라고 하며, 이 때문에 실제 최초는 뢰머가 아니라는 논란도 약간 있다고 하네요. 어째거나, 뢰머는 빛의 속도를 지구 공전궤도 지름과 같은 천문학적 단위로 표현했을 뿐이며, 합과 충 위치에서 이오의 식 현상을 관측했던 것은 아닙니다. @그 밖에... wiki 글을 읽다보니, 중요한 건 아닌 듯 하지만... 뢰머의 직장상사라고 할 수 있는 카시니나 뢰머의 스승인 피카르드가 뢰머의 방법을 반대한 이유가 명확히 이해 안 되네요. 일단, 빛의 속도가 유한하기 때문에 이오의 식현상 예상 관측 시각에 비해 실제 관측 시각이 차이나는 것 같다고 최초로 발표한 사람은 뢰머가 아니라 카시니라고 합니다. 그러나, 카시니와 피카르드는 뢰머의 방법에는 동의하지 않고, 뢰머의 방법에서 나타나는 시간 차이는 빛의 속도 때문이 아니라 이오 궤도운동의 불균일성 등 다른 원인일 것이라고 고집했다고 하네요. 물론, 카시니나 피카르드 생각에 전혀 근거가 없는 것은 아닙니다만, 그렇다고 뢰머 방법은 아니라고 고집할 필요까지는 없었던 것 같은데?!? (혹시 뢰머가 미운털 박힌 행동을 해서 '따'시킨? -,.-;) 암튼, 이 때문에 뢰머의 방법은 프랑스 쪽에서는 별로 인정을 못받았고, 뢰머는 자신의 방법을 논문으로 출간한 적도 없다고 합니다. 그런 등등으로 뢰모의 방법이 구체적으로 정확히 어떤 것이었는지는 알 수 없고, 다른 간행물에 수록된 내용이나 뢰머가 작성한 문서 중 남아있는 것을 통해 추정한다는군요. 그래도 다행히, 호이겐스나 뉴턴, 핼리 등 외국의 당대 유명 천문학자들이 뢰머 방법을 인정하고 지지했습니다. 특히 뉴턴은 뢰머의 방법을 이용해서 지구-태양 간 거리를 빛이 이동하는 시간이 8~9분이라는(실제는 약 8분 20초) 훨씬 정확도 높은 결과를 내놓기도 했습니다. 어째거나 그래서, 정확도는 다소 떨어졌지만 빛의 속도가 유한/일정함을 최초로 입증한 사람은 뢰머로 과학사에 오른 것입니다. ............................................................................... a drifter off to see the world there's such a lot of world to see |