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[박종진의 과학 이야기] 2024년은 윤년

갑진년 올해 2월은 29일까지 있다. 2024년은 윤년이기 때문이다. 보통 2월은 28일까지지만 4년마다 한 번씩 돌아오는 윤년의 2월은 하루가 더 있어서 29일이 있다. 만약 윤년 2월 29일에 태어나면 생일이 4년에 한 번씩 돌아오게 된다.   우주에는 조 단위가 넘는 은하가 있다고 한다. 그리고 각각의 은하에는 수천억 개나 되는 별이 반짝인다. 우리에게 잘 알려진 은하는 안드로메다은하와 은하수다.     우리 태양이 속한 은하가 바로 은하수인데 은하수에는 약 4천억 개나 되는 태양과 같은 별들이 바글거린다고 한다. 태양은 은하수의 한쪽 귀퉁이에 자리 잡고 있었기에 은하 중심에 가까인 있는 별처럼 은하 활동의 영향을 덜 받아서 지금까지 별 일 없었다고 추측한다.     게다가 태양은 크기가 비교적 작은 별이어서 그 수명이 길었기 때문에 태양 주위를 공전하는 행성에 생명체가 발현해서 고도의 지능을 가질 만큼 진화할 충분한 시간이 있었다. 태양이란 이름의 별 주위를 공전하는 지구라는 행성 위에 사는 우리 인간 이야기다.     하지만 과학 기술이 발달하지 않았을 때 인간은 모든 것을 자연 현상에 의존할 수밖에 없었다. 시간을 정하고 관리하는 과정에서 인간은 우리가 속한 태양계 천체의 규칙적인 움직임을 기준으로 삼았다.   지구는 스스로 자전하면서 여느 행성처럼 태양 주위를 공전한다. 우리 선조는 지구가 한 바퀴 완전히 자전하는 기간을 하루라고 정했다. 그렇게 365번이 조금 넘게 자전하면 태양 주위를 정확하게 한 바퀴 공전한다는 것도 알았다. 그래서 지구가 한 번 자전하는 것을 하루라고 정했고, 365번이 조금 넘게 자전하면서 태양 주위를 한 바퀴 도는 기간을 1년이라고 정했다.     그런데 문제는 태양 주위를 한 바퀴 도는데 딱 365일이 아니라 정확하게 따지면 365.2422일 걸렸다. 그래서 0.2422라는 자투리를 4번 모았더니 대충 하루가 되는 것에 착안하여 4년마다 하루씩 억지로 넣어서 맞게 했는데 그것이 율리우스력이라고 불리는 달력 체계다.     하지만 자투리를 모아서 억지로 맞춘 율리우스력도 128년마다 하루씩 오차가 생기자 1582년에 조금 더 수정하여 우리가 지금까지 쓰고 있는 그레고리력을 만들었다. 그레고리력이란 1592년 당시 교황이던 그레고리오 13세가 그때까지 사용하던 율리우스력을 조금 더 손봐서 만든 태양력이다. 여기서 말한 율리우스력이란 기원전 4세기경에 로마 제국 일대를 평정하고 제왕이 되려는 야심을 가진 율리우스 카이사르, 영어 표현으로는 줄리어스 시저가 제정한 달력 체계다.     흔히 윤년이 되면 윤달에 윤일을 추가하여 365일이던 1년이 366일이 되는 줄 알고 있다. 하지만 윤년과 윤일은 양력의 개념이지만, 윤달은 음력을 따질 때 쓰는 전혀 관계가 없는 말이니 절대로 같이 사용하면 안 된다. 2024년은 윤년이어서 2월이 28일로 끝나지 않고 윤일을 넣어 29일까지 있다. 그래서 많은 사람이 2월이 윤달이라고 생각하는데 그렇지 않다는 말이다.     매일 변하는 달은 같은 모양이 되는데, 그러니까 음력의 한 달은 29.53일이므로 음력의 1년은 354일이고 양력은 365일이어서 1년에 약 11일 차이가 난다. 그래서 음력에서 양력과의 날짜가 한 달 이상 차이 나지 않도록 19년에 7번 끼워 넣는 달을 윤달이라고 한다. 작년 2023년은 윤달의 해였다. (작가)     박종진박종진의 과학 이야기 윤년 태양 주위 태양계 천체 우리 태양

2024-05-24

[박종진의 과학 이야기] 거리 단위

이 우주에서 가장 빠르다는 빛은 1초에 지구를 일곱 바퀴 반 돈다. 그런 빛이 우주의 한쪽 끝에서 다른 끝까지 가는데 약 930억 년 걸린다고 한다. 우주는 지금도 빛보다 빠른 속도로 팽창하고 있어서 관측 가능한 경계 바깥에서 떠난 빛은 우리에게 도착할 수 없다. 계산 결과 현재 관측 가능한 우주의 지름은 약 930억 광년이라고 한다. 오히려 영원이라든가 무한이라는 표현이 더 잘 어울린다.   지구상에서 거리를 계산할 경우 km라는 단위를 사용하면 편리하다. 서울에서 부산까지는 직선거리로 약 320km다. 지구와 가장 가까운 천체인 달까지는 약 38만 5천km 정도 된다. 지구에서 태양까지는 약 1억 5천만km인데 엄청나게 멀다는 것은 알지만, 너무 큰 숫자라 쉽게 상상이 안 된다.     그래서 지구에서 태양까지를 1AU(astronomical unit 천문단위)라고 정해서 태양계 안에서 행성까지의 거리를 나타낼 때 사용한다. 참고로 태양에서 해왕성까지는 약 30AU인데 태양에서 지구까지의 거리의 30배나 멀리 떨어진 곳에 해왕성이 있다는 말이다. 태양계의 최외곽에 존재한다는 카이퍼 벨트까지는 30~50AU이고 태양의 중력이 미치는 언저리에 있는 오르트 구름까지는 2천~5만AU라고 추측한다.   태양은 별이며 우리 태양이 속한 은하가 은하수 은하다. 은하수에는 약 4천억 개나 되는 태양과 같은 별이 바글거리는데 태양과 가장 가깝게 이웃한 별이 센타우루스자리 프록시마다. 우리 태양은 홑별, 즉 별 하나가 여러 행성을 가지고 태양계를 이루고 있지만, 센타우루스는 별 셋이 모여서 하나의 항성계를 이룬다. 거기서는 하늘에 태양이 세 개다.     우리 은하에는 홑별이 가장 많지만, 별 둘을 중심으로 그 주위에 여러 행성이 공전하는 쌍성계도 흔하다. 센타우루스자리의 3중성은 우리와 너무 멀어서 지구에는 그저 하나의 별로 보인다. 빛이 태양을 떠나 제일 가까운 이웃 별인 프록시마 센타우리까지 가는데 4년 3개월이 걸리므로 간단히 4.25광년 떨어져 있다고 말한다.     그렇게 먼 경우 km나 천문단위를 사용하지 않고 광년, 즉 빛이 일 년 동안 여행하는 거리를 쓰면 편하다. 빛은 1초에 30만km를 가니까 태양에서 가장 가까운 별인 프록시마 센타우리까지는 30만km x 60초 x 60분 x 24시간 x 365일 x 4.25년을 하면 km로 답이 나온다. 태양에서 거문고자리의 직녀성까지 26광년이고, 태양에서 북극성까지는 약 430광년쯤 된다고 한다. 다시 말해서 태양 표면을 떠난 빛이 직녀성까지 가는 데 26년 걸리고 북극성까지 도달하는 데는 약 430년 걸린다는 말이다. 설사 빛의 속도를 낼 수 있는 우주선으로도 감히 범접할 수 없는 먼 거리다. 그런데 빛의 속도에 근접하는 것은 불가능하다.   지구는 태양을 1년에 한 번 공전하기 때문에 6개월 후에는 태양을 중심으로 정확히 반대 방향에 위치하게 되므로 하지와 동지 사이에 변한 그 별까지의 각도를 알면 삼각형의 원리를 이용해서 태양으로부터 그 별까지의 거리가 나온다.     이때 그 사잇각이 1도의 1,800분의 1일 때 구해지는 거리를 1파섹이라고 잡는다. 그렇게 하면 빛이 약 3년 3개월 정도 가는 거리가 1파섹이 된다. 별이나 은하끼리의 거리를 말할 때 우리 일반인들은 대체로 광년을 사용하지만, 천문학자들은 오히려 파섹이란 거리 단위를 더 선호한다고 한다. (작가)   박종진박종진의 과학 이야기 거리 거리 단위 태양 표면 우리 태양

2024-04-19

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