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Date 2018/10/08 13:46:50
Name imemyminmdsad
Subject [일반] 기원전에 지구 둘레를 잰 고대 그리스의 천문학자 (수정됨)




에라토스테네스의 풀이 과정





에라토스테네스는 먼저 지구를 대신할 원(O)를 그렸습니다. 그 다음 하지 날 정오에 시에네의 우물에 비친 태양빛(A)을 선으로 표현했습니다. 


같은 날 알렉산드리아에 세워 놓은 막대기의 끝과 그림자 끝을 이은 선(B)을 그렸죠. 두 선은 태양빛이기 때문에 평행합니다. 또한 알렉산드리아의 막대기를 따라 선 (C)를 그었습니다. 두 선 사이에는 각도(a’)가 생겨납니다.


0lD1nIt.png



그리고 A와 C를 원 안쪽을 향해 길게 연장하면 결국 중심에서 만나게 되는데, 이는 시에네와 알렉산드리아 사이의 각도(a)가 됩니다. 이제 그림에는 지구 중심에서 시작하는 부채꼴이 생겼습니다. 지구를 케이크라고 생각한다면 조각 케이크가 만들어진 겁니다. 


이제 케이크가 몇 도로 잘렸는지 알아내면 케이크 둘레의 길이를 계산할 수 있습니다. 한 조각의 둘레는 800km로 이미 알고 있기 때문이죠.




부채꼴의 바깥쪽 부분을 ‘호’라고 부릅니다. 호의 길이는 중심의 각도에 따라 달라지죠. 케이크를 90°로 자르면 4조각으로 나뉘고 30°로 자르면 12조각으로 나뉘는 것과 같은 원리입니다.


8n0UQvY.png

또한 직선 하나가 평행선 두 개와 만나서 이루는 사이 각의 크기는 같습니다. 이에 따르면 태양빛이 막대기와 만나서 이루는 각도가 곧 부채꼴의 각도가 되는 것입니다. 태양빛은 평행 광선이므로 막대와 그림자의 끝이 이루는 각의 크기는 시에네와 알렉산드리아가 지구 중심에서 이루는 각의 크기와 엇각 관계로 같습니다.

에로토스테네스는 알렉산드리아에 세운 막대의 그림자와 막대가 이루는 각의 크기를 측정했습니다. 막대와 그림자 끝이 이루는 각의 크기는 7.2°였습니다. 이는 시에네와 알렉산드리아가 지구 중심으로부터 이루는 각의 크기도 7.2°라는 말이죠. 360°의 1/50이죠.

그렇다면 알렉산드리아에서 시에네까지의 거리가 약 5,000 스타디아일 때 지구의 둘레는 50배인 약 250,000 스타디아라는 결과가 나옵니다. 이는 현재 단위로 환산하면 대략 40,234km입니다. 미항공우주국이 명시한 지구 적도 둘레 40,030km와 비교해도 오차가 크지 않습니다.


https://1boon.kakao.com/scientist/57a066dde787d00001bc7e39



중학교때 고대 그리스 천문학자가 지구둘레를 저런방법으로 쟀다는걸 배웠던것 같긴 한데


그 당시는 뭐 어려서 별 감흥 없었는데 지금 보니 굉장해 보이네요


작은 원에서 퍼져나간다고 인식하던 태양 빛이 지구 곳곳에는 평행하게 오는것을 알고있던것도 대단하고 


그당시 지구가 둥글다는 사실을 인지하고 있었다는 것도 대단하군요


나같은 사람만 있었으면 아직 바퀴도 못만들었을텐데 저런 천재들이 문명을 발전시키는거겠죠 




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18/10/08 13:49
수정 아이콘
저는 이거 볼 때마다, 같은 시각에 떨어져 있는 800km 떨어져 있는 곳의 그림자를 측정하는 것이 전자시계나 통신장비 없던 당시에 어떻게 가능했을까요? 그게 궁금합니다.
회색사과
18/10/08 13:51
수정 아이콘
하지 정오에 측정해 -! 라고 하면 되지 않을까요??

옛날에 시계 정확하게 맞춘다고 티비 시계랑 싱크로 맞추듯이...
지바고
18/10/08 15:06
수정 아이콘
그 당시에 '정오'를 어떻게 알 수 있나요?.... 흠
여기서 말하는 정오란 시에네에 세운 막대기의 그림자가 없을때인데..
QuakeChampions
18/10/08 15:17
수정 아이콘
정오는 해시계를 통해서 알 수 있죠.
18/10/08 15:35
수정 아이콘
그림자 길이가 가장짧을 때가 정오 아닐까요?
회색사과
18/10/08 16:47
수정 아이콘
그림자의 길이가 가장 짧을 때죠...
시에라는 운 좋게 수직이라 그림자가 없을 때지만요
콜드플레이
18/10/08 13:52
수정 아이콘
시에네는 하짓날 정오에 태양이 수직으로 비쳐서 그림자가 없다는 사실을 미리 안 상태에서
어느 하짓날 정오에 알렉산드리아에서 그림자를 측정했을 겁니다.
Bluelight
18/10/08 13:54
수정 아이콘
더해서 나무막대를 지면에 수직 (정확히는 지구 중심 방향)으로 정확히 꽂아야하고, 7.2 도라는 각도를 구하기 위해 나무 막대의 길이 및 그림자의 길이를 정확히 재야하며, 측정 시간이 같아야 하는 등 오차가 생길만한 요소가 굉장히 많고 이것들을 다 더하면 누적오차가 꽤 커질 수 있을텐데 이걸 어떻게 통제했는지 모르겠어요.

모르긴 몰라도 같은 실험을 현대의 학부생 둘이서 한다고 해도 저정도 오차가 나올지 흠...

생각보다 오차가 크지 않으려나요
18/10/08 13:57
수정 아이콘
주작이겠죠. 오차가 저렇게 작을 리가 없습니다.
카바라스
18/10/08 14:26
수정 아이콘
제가봤던 책에서는 46000km로 측정했다고 들었습니다. 물론 저것도 굉장한거지만 저정도로 오차가 없진 않았을걸요
QuakeChampions
18/10/08 13:56
수정 아이콘
기록상 하지 정오에 시에네의 우물엔 그림자가 없다. 라고 쓰인걸 보고 같은 날/시간에 측정했습니다.
ioi(아이오아이)
18/10/08 13:57
수정 아이콘
아마 오차가 생각보다 적은 건 그냥 운이 좋았다고 봐야 할 겁니다. 오차가 생길 방법이 너무나도 많죠
18/10/08 13:54
수정 아이콘
칼세이건의 코스모스에서 이 내용을 보고 정말 대단하다 라는 생각을 했죠. 그외에도 여러 과학자들의 창의적이고 기발한 아이디어를 보면서 정말 감탄하곤 했습니다.

"나같은 사람만 있었으면 아직 바퀴도 못만들었을텐데 저런 천재들이 문명을 발전시키는거겠죠 " 정말 동감 합니다. 아직 인류가 불도 발견 못했을 수도 있습니다.
홍승식
18/10/08 14:16
수정 아이콘
이런 글을 볼 때마다 과거 사람들이 현대인보다 더 열등하다는 건 정말 아무것도 모르는 사람들이 지껄이는 구나 라고 생각하게 됩니다.
현대인은 그저 레퍼런스가 많았을 뿐인거죠.
저격수
18/10/08 15:15
수정 아이콘
(수정됨) 지금 인류의 인구가 70억이고, 옛날보다 지적 노동에 종사할 기회를 얻은 이들의 비율은 훨씬 높습니다.
큰 수의 법칙에 의해서, 인류 역사상 가장 뛰어난 과학자는 지금 살아 있을 가능성이 높습니다. 그렇지 않다면 호모 사피엔스는 시간이 갈수록 멍청해지고 있었다는 뜻입니다.
저 당시 인류의 인구가 많게 잡아서 1억이라고 하고, 그 중에 연구에 종사할 정도로 교육받을 기회를 얻은 사람들은 많게 잡아서 10%일 겁니다. 지금은 70억 중에서 적게 잡아서 20%는 그런, 또는 더 많은 기회를 얻으니 (최대한 양쪽 다 보수적으로 잡은 겁니다.) 최소 140배 많은 사람들이 지성을 겨룰 기회를 얻습니다. 지금은 직관만으로 해결되지 않는 것이 많고, 지금까지 쌓아올려진, 공부해야 할 것들이 엄청나게 많아서 단일 인간이 눈에 띄게 빛날 정도로 학문의 세계가 만만하지 않을 뿐입니다.
NoGainNoPain
18/10/08 13:54
수정 아이콘
PGR에서는 이 분에 대한 나무위키의 평가가 더 와 닿을 듯 합니다.

"호기심이 많아서 동시에 여러 학문을 공부했고, 손을 댄 학문들의 거의 다가 최고는 아니더라도 두 번째 실력을 가졌기 때문에 여러 분야를 공부하다 보니 딱히 1등인 분야가 없어서 다른 학자들에 의해 '언제나 2등' 이라는 뜻인 'β(베타)'라고 불리게 되었다."
정지연
18/10/08 13:55
수정 아이콘
베타라인!
Birdwall
18/10/08 15:29
수정 아이콘
고대 그리스에도 황신이?
덴드로븀
18/10/08 13:59
수정 아이콘
http://scienceon.hani.co.kr/?mid=media&category=198&document_srl=34064
[고대 그리스 학자가 지구 크기를 처음 측정했을까?]
이런 글이 있네요. 아리스토텔레스가 정확하게 측정하지 않았던게 아닐까? 에 대한 근거를 풀어내고 있습니다.
18/10/08 14:19
수정 아이콘
오 재밌네요. 원래 알던 지구 둘레를 증명(?)하기 위한 실험.
지구 둘레도 최초가 아니었나보네요..역시 베타라인;;;
세츠나
18/10/08 14:35
수정 아이콘
이 글 대로라면 오히려 에라토스테네스보다 더 옛날(어쩌면 기원년 3000년 이전)부터 지구 둘레를 알고있었다는 얘기네요
덴드로븀
18/10/08 14:48
수정 아이콘
지구의 수치와 관련된건 역시... 피라미드 만들던 녀석들이 다 알고 있었을 가능성이 매우 높죠. 크크크
그리고 피라미드의 온갖 수치가 우연의 일치라기엔 좀 심각하게 지구둘레나 뭐시기뭐시기랑 똑같아서 그레이엄 핸콕의 신의 지문을 읽게 되는데...
https://namu.wiki/w/%EA%B7%B8%EB%A0%88%EC%9D%B4%EC%97%84%20%ED%95%B8%EC%BD%95
화성으로 가즈아~~~
시나브로
18/10/08 17:40
수정 아이콘
덕분에 진짜 잘 읽었네요.

역사, 인물사는 재밌을 수밖에 없다능
FRONTIER SETTER
18/10/09 17:04
수정 아이콘
여윾시 갓집트 행님들이시다
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