그리스의 력사가 헤로도토스는 ‘력사의 아버지’로 불렸는데 그의 저서 《력사》는 세상에 대한 놀라운 인식을 제공한다. 과학 분야도 례외가 아니였다.
헤로도토스는 아프리카가 바다로 둘러싸여 있다고 주장했다. 그는 이러한 사실을 어떻게 알았을가. 헤로도토스는 약 기원전 600년경, 애급의 네코 2세가 아프리카 대륙을 항해하기 위해 파견한 페니키아 선원들에 대한 이야기를 근거로 항해를 이어나갔다. 아프리카 남쪽 끝을 돌아 서쪽 진로를 따라 항해한 선원들은 태양이 북쪽 수평선 우로 오른쪽에 있는 모습을 관찰했다. 이 관찰은 지구가 구형이며 남반구가 있다는 사실을 아직 모르고 있었기 때문에 당시에는 도저히 리해가 되지 않았다. 이 저서에는 이 밖에도 고대 세계의 천문학적 지식에 대한 흥미로운 통찰력을 담고 있다.
이렇게 고대 그리스에는 중요한 천문학적 발견이 있었다. 물론 당시 사람들은 이러한 흥미로운 사실들을 몰랐을 것이지만 고대인들은 단순히 눈으로 관찰할 수 있는 것들에 의존해 향후 몇 세기에 걸쳐 발생할 지식의 진보를 향한 토대를 마련했다.
◆행성은 태양을 중심으로 돈다
몇세기 후 인류는 많은 발전을 이뤄냈다. 사모아의 아리스타르코스(기원전 310~230)는 태양이 우주의 중심이라고 주장했다. 지동설의 선구자였다. 그는 당시 알려진 모든 행성들을 태양 주위에 정확한 거리 순서로 배치했다고 한다. 해와 달의 반경과 지구까지의 거리를 계산하기도 했다.
불행히도 그가 이런 주장을 했던 원문은 력사적으로 사라졌다. 아리스타르코스는 태양이 지구나 달보다 훨씬 크다는 사실을 알고 있었고 따라서 태양이 태양계의 중심에 위치해야 한다고 짐작했을 것이다. 하지만 지동설은 16세기에 이르러 뽈스까 출신의 천문학자였던 코페르니쿠스가《천체의 회전에 관하여》란 책을 내기 전까진 세상으로부터 잊혀진 상태였다.
◆달의 크기는 얼마일가
아리스타르코스가 남긴 책 중 하나는 태양과 달의 크기, 그리고 거리에 관한 것이다. 아리스타르코스는 태양과 달까지의 상대적 크기와 거리에 대해 알려진 가장 오래된 계산을 제시한다. 하늘에 떠있는 태양과 달은 보이는 크기는 비슷하다. 태양이 달보다 더 멀리 떨어져 있다는 사실은 오래 전부터 관찰돼왔다. 당시 사람들은 달이 지구로부터 일정한 거리를 두고 태양 앞을 지날 때 발생하는 일식 현상을 통해 이러한 사실을 깨달았다. 아리스타르코스는 달이 상현달이나 하현달이 되는 순간 태양과 지구, 달이 직각 삼각형을 이루게 될 것이라고 추론했다.
아리스타르코스는 삼각형의 변의 길이 사이 관계를 리용해 지구에서부터 태양까지의 거리가 달 까지의 거리보다 18~20배 정도 더 멀다고 추측했다. 그는 또한 월식의 시기를 바탕으로 달의 크기가 대략 지구의 3분의 1정도 될 것이라고 추정했다. 아리스타르쿠스는 일년에 평균 두번 정도 보름달의 표면이 최대 두시간 동안 어두워졌다는 사실을 발견했다. 이 시간 동안 달은 지구의 그림자를 지나쳐 가기 때문에 월식은 보름달일 때에만 발생한다는 사실도 알고 있었다. 월식은 태양-지구-달의 위치로 배렬됐을 때 생기기 때문이다.
물론 태양과의 거리 추정치는 너무 낮았지만(실제로는 390배), 당시 망원경으로 볼 수 있을 정도의 정밀도는 없었기 때문에 이 정도만으로도 놀라운 발견이다. 더욱 놀라운 점은 지구와 달 크기의 비률, 놀랍게도 정확했다.
◆지구의 둘레를 재다
기원전 276~195에 활동했던 에라토스테네스는 그리스의 수학자, 천문학자이자 지리학자였다. 그는 또 알렉산드리아 대도서관의 사서장이였으며 열렬한 실험주의자였다. 그의 많은 업적 중 가장 유명한 건 단연 지구 둘레를 계산한 일이다. 그 방법은 각기 다른 위도에서, 하지의 정오에, 땅에 수직으로 꽂힌 막대기에 드리워진 그림자의 길이를 측정하는 것이였다.
태양은 충분히 멀리 떨어져 있기 때문에 태양빛은 지구에 평행하게 도달한다. 그래서 그림자의 차이는 지구의 표면이 얼마나 휘여져 있는지 알려준다. 에라토스테네스는 이를 리용해 지구의 둘레가 약 4만킬로메터라는 근사치를 얻었다. 이는 오늘날 측지학을 통해 구한 지구의 둘레와 거의 비슷하다.
이후 기원전 135~51에 활동한 포시도니우스는 약간 다른 방법을 사용해 거의 정확한 지구 둘레를 구했다. 포시도니우스는 그의 일생 대부분을 로도스 섬에서 살았는데 카노푸스 별이 지평선에 매우 가까이 놓여 있을 것이란 것을 관찰했다. 하지만 애급의 알렉산드리아에서 이 별을 보면 카노푸스는 지평선 우로 약 7.5도까지 올라갈 것이라고 언급했다. 7.5도가 원의 1/48이란 점을 감안해 로도스로부터 알렉산드리아까지의 거리를 48배로 늘였고 약 4만킬로메터라는 추정치를 얻었다.
◆최초의 천문 계산기
세상에서 가장 오래된 기계식 계산기는 무엇일가. 바로 그리스에서 만들어진 고대 컴퓨터인‘안티키테라메커니즘’이다. 이 놀라운 장치는 1900년 그리스령인 안티키테라 섬 앞바다의 고대 난파선에서 발견됐다.
이 장치는 오래된 세월을 견디지 못하고 산산이 부서져 있지만 손상되지 않았다면 수십 개의 정교하게 가공된, 청동으로 만든 톱이바퀴가 들어있는 상자였을 것이다. 손잡이를 돌려 수동으로 회전시키면 이 톱이바퀴 장치는 달의 위상, 월식 시기, 그리고 당시 알려졌던 5개의 행성(수성, 금성, 화성, 목성, 토성)의 위치를 보여준다. 심지어 력행운동까지 설명이 가능했다.
누가 만들었는지 알 수 없지만, 기원전 4세기에서 1세기 사이에 만들어진 것으로 추정된다. 이런 정교함을 갖춘 기술은 이후 천년 동안 다시 볼 수 없었다. 안타깝게도 이러한 그리스 과학자들의 작품들은 대부분은 력사 속으로 사라졌다.
