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제47회 전국 과학전람회 작품 보고서

작품명 : 태양-지구-달 系(System)의 운동 원리

탐색을 위한 조형적 매체 개발에 대한 연구

(지구-달 조화운동 가설)

출품분야 학 생 출품부문 지구과학

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< 목 차 >

Ⅰ. 서론··································································································1

1. 탐구 동기······················································································1

2. 탐구 목적······················································································3

3. 탐구 기간 및 방법·····································································4

Ⅱ. 이론적 배경·················································································5

1. 문헌 연구······················································································5

1)공전의 정의···················································································5

2)지구의 공전···················································································5

3)달의 공전·······················································································6

4)쌍성과 무게 중심·········································································6

5)위상·································································································7

6)단조화운동·····················································································8

2. 선행 연구의 고찰(상대론적인 관점에서 본 행성 운동)

·········································································································9

1)지구중심설·····················································································9

2)태양중심설·····················································································9

3)케플러의 타원운동·······································································9

4)갈릴레이 지동설과 상대성이론···············································10

5)운동의 상대성·············································································10

3. 현대물리학적인 관점에서의 과학적 인식 방법···············10

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1)인식과 관찰·················································································11

2)인간과 자연의 구조적 유사성·················································11

3)순수 수학적인 관점에서의 자연관·········································12

4)유사성···························································································12

Ⅲ. 탐구내용 ····················································································13

1. 탐구주제ⅰ : 지구에서 본 달의 위상 변화 탐색과 그에

따른 매체 제작··············································13

1)상현달의 위상변화 탐색···························································13

2)달의 일주운동 탐색을 위한 매체···········································17

3)‘나의하늘판’으로 탐색한 천체 운동 ···································19

2. 탐구주제ⅱ : 우주에서 본 지구-달의 위상 변화 탐색과

그에 따른 매체 제작···································22

1)지구와 달의 공전궤도

3. 탐구주제ⅲ : 보이는 월면(지구면) 모습 탐색과 그에 따

른 매체 제작··················································23

1)지심경도-월령과 지구와 달의 보이는 모습·························23

2)우주에서 본 지구와 달의 모습···············································24

3)날짜별 지구-달의 모습 매체 '지구령-월령‘·······················24

4. 탐구주제ⅳ : 천체에 관한 개념 형성을 위한 매체·······25

1)태양-지구-달의 크기와 거리 비교·········································25

2)천체의 공전과 자전···································································26

3)지구와 달의 우주 유영 모습 ·················································26

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Ⅳ. 탐구 결과 및 고찰(지구-달 조화운동가설)············27

1. 지구와 달 운동의 새로운 시각으로의 변환·····················27

1)상대성이론의 관점에서·····························································27

2)지구-달 운동 이론에 대한 관점의 전환·······························27

2. 지구와 달 운동에 대한 우리들의 결론

(지구-달 系system 조화운동 가설) ·······································28

Ⅴ. 기대되는 효과··········································································28

Ⅵ. 결론 및 제언·············································································29

Ⅶ. 참고문헌······················································································ⅰ

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Ⅰ. 서론

1. 탐구 동기

이 세상에서 처음 본 반달

「……(해가 서쪽으로 기울 무렵)하얀 낮 달을 보다. ……(저녁 식사 후)중

천을 지나 밝게 빛나는 반달, 오른 쪽이 둥그니까 상현달이지. ……(새벽 4시

경일까？)서쪽 하늘로 기운 달. 아! 그런데 웬일일까? 달의 위 부분은 잘려

나가고 둥근 부분이 땅에 달 듯한 반달이다. ……」새벽녘에 본 상현달은 나

에게 매우 경이로움을 주었다. 그것은 내가 이 세상에서 처음으로 보았던 달

의 모습이었던 것이다.

상현달 : 지심 경도 차 90°인 위 부분이 잘린 반달

다음날 아침 일찍 상현달의 뜻이 궁금하여 사전을 찾아보니 다음과 같이

기술되어 있었다. 「상현(上弦)-매달 음력 7, 8일쯤에 나타나는 달의 모양.

달이 태양의 동쪽에 있어 지심(地心) 경도(經度)의 차가 90도 일 때 신월과

만월의 중간쯤 되는 반달로서 달이 질 때 지름의 위쪽으로 향해 거의 반원

형을 이룸」이라고. 어느 날 하루 동안 달 모양을 유심히 관찰한 후 ‘오른

쪽이 둥근 달은 상현달’이라고 배운 나의 달에 관한 지식이 잘못됨을 알았

다. 상현달은 달의 위쪽 부분이 마치 현처럼 잘려 나간 듯이 보이는 반달을

의미했던 것이다.

나를 중심으로 도는 3개의 동심원

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며칠 전에 보았던 상현달을 떠올리며 그 모습을 그림으로 그려보았다. 아

하! 그것은 나를 중심으로 돌고 있는 3개의 도형이었다. 그러나 새로운 궁금

증이 생겼다. 사전에서 보았던 ‘상현 - 지심 경도의 차 90도’라는 글귀는 상

현달 때 태양-지구-달이 이루는 각도이고, 1달을 주기로 한 지구 중심의 달

의 위상을 나타낸 것이다. 그렇다면 위의 그림처럼 달이 보이는 이유는 무엇

일까? 지구의 자전에 의한 달의 일주 운동 효과라는 생각이 들어 반달을 그

려놓고 제자리에서 맴을 돌며 달의 모양을 살펴보았으나 새벽녘에 본 달의

모습은 어디에도 나타나지 않았다. 전에 어느 책에서 달에서 지구를 보면 반

대 위상의 지구 모습이 보인다는 생각이 났다. 그렇다면 우주 공간에서 (태

양을 중심으로 공전하는) 지구와 달은 어떤 위상으로 움직일지 궁금해졌다.

현대물리학의 실재

금세기에 들어 물리학자들은 원자적 실재를 새로이 경험함으로써 그들의

세계관의 기초가 충격을 받고 동요하였다고 한다. 그러한 느낌을 하이젠베르

그는 다음과 같이 표현했다 :

현대 물리학의 최근의 발전에 대한 격렬한 반응은 물리학의 기초가 여기에

서 동요하기 시작했고 이 동요로 해서 과학의 토대가 와해될 것이라는 느낌

을 주었다는 것을 깨달을 때에만 비로소 이해될 수 있다.

아인슈타인도 역시 그 충격을 그의 자서전에 다음과 같이 썼다 :

물리학의 이론적 토대를 이러한(새로운 방식의) 인식에 적응시키려 했던 나의

모든 시도들은 완전히 실패했다. 그것은 마치 지반이 밑으로 떨어져 나갔으며

어느 곳에도 근거를 가질만한 간단한 기반이 보이지 않는 것만 같았다.

새로운 시각의 세계관으로 인식

여기에서 우리는 고전적 물리학의 세계가 새로운 관점에서 현대 물리학으

로의 사고의 관점으로 전환해야하는 필요성을 느낀다. 우리들은 행성(특히

태양-지구-달) 운동을 말할 때 보통 뉴턴의 중력을 바탕으로 한 기계론적인

우주 모형에 바탕을 두고 있다. 뉴턴 역학에서는 모든 물리적 사건들은 상호

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인력(引力), 즉 중력에 의해 야기되는 공간에서의 물리적 점들의 운동으로

설명되어진다. 그러나 현대 물리학의 제 발견은 공간, 물질, 시간, 대상, 인식

등과 같은 개념들에 큰 변화를 가져왔으며 어떤 현상에 대한 우리들의 시각

을 새로운 세계관을 통해 탐구를 해야할 필요가 생긴 것이다.

탐구의 방향

밀레니엄 시대로 들어서면서 우리가 기존에 알고 있던 과학적 상식에 확

산된 사고가 요구된다면 천체의 움직임을 새로운 시각으로 살펴보는 것도

매우 뜻 있을 것 같다. 도대체 지구와 달은 어떤 위상 변화를 하면서 우주

유영을 하는가? 우리는 본 탐구를 통해 지구와 달 계(系)에서 볼 수 있는 위

상 변화를 상대론적인 관점에서 고찰하고 간단한 조작 활동을 통해 이 원리

를 이해할 수 있는 조형적 매체에 대해 탐구하고자 한다.

2. 탐구의 목적

본 탐구는 태양을 중심으로 한 지구-달 계(系) 운동 원리 탐색에 있어서

간단한 조작 활동을 함으로 천체의 운동을 이해하는데 도움을 줄 수 있는

조형적 매체에 대해 탐구하는데 그 목적이 있다. 이를 상세히 설명하면 다음

과 같다.

첫째, 지구와 달의 위상에 따른 상대적인 운동원리에 대해 고찰한다. 자

연 과학은 혹성 운동, 태양 운동, 달의 운동, 그리고 항성들로 이루어진 별자

리 운동 등 한 마디로 천체 운동을 어떻게 이해할 것 인가에서부터 점점 정

밀한 학문으로 발전해왔다고 한다. 이 가운데에서 근대 과학으로 이어지는

하나의 출발점이 된 이론은 코페르니쿠스의 ‘태양중심설’이다. 그때까지는 모

든 천체가 지구를 중심으로 운동한다고 생각하였다.

그러나 달이 지구를 중심으로 돈다(혹은 지구가 태양을 중심으로 돈다.)라

는 생각은 지금도 일반적인 과학 상식으로 받아들여지고 있어 ‘새로운 관점’

으로 천체 운동을 보는 시각이 필요할 것 같다. 아울러, 새로운 세계관의 형

성은 기존의 과학적 지식에서 출발하므로 천체 운동에 관한 기존의 여러 가

지 과학적 기초 상식에 대한 다각적인 탐구가 요구될 것이다.

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단계 시기 내용

주제 선정 ’00. 11․달 위상에 대한 이해를 돕는

매체의 필요성

문헌 조사 ’01. 01․천체 운동, 상대성이론, 과학

적 인식 방법

주제 내용 탐구 ’01. 02

․지구-달의 위상 변화 탐구

․탐구 과정에 도움이 되는 매

체 제작

둘째, 지구-달 계의 운동 원리를 이해하는데 알맞은 조형적 매체에 대해

탐구하고자 한다. 천체 운동을 이해하는데 사용되는 학습 매체는 다양하지도

않거니와 이미 완성품으로 되어 있어 실제 운동 원리를 이해하는 탐구 과정

에는 많은 어려움이 있는 실정이다. 해서 즐거운 조형 활동을 통해 누구나

지구와 달의 운동 원리를 이해할 수 있는 매체 개발이 절실하다 하겠다.

셋째, 본 탐구를 통해 인식한 우리의 경험적 사실을 언어적인 모델로 추상화

한다.

<배타원리>에서는 우주의 모든 입자들의 운동 특성을 다음과 같이 설명

한다. 이는 시공간 내에서 일어나는 일종의 「원거리작용」으로 우주의 모든

입자들이 멀리 있는 다른 입자들의 행동을 알고 있으며 그 행동에 의거하여

자신도 움직인다는 것이다. 지구나 달도 다른 천체와 마찬가지로 우주 내의

한 질점이다. 배타 원리에 의한다면 지구와 달은 서로의 운동 성향을 알고

상호작용을 할 것이다. 그러므로 우리는 본 탐구 과정에서 인식된 경험을 언

어로 추상화시킨다.

과학자들이 자연에서 관찰하는 패턴은 그들의 정신 패턴, 즉 그들의 개념

과 사상, 가치와 밀접한 관계가 있어 그들이 이룩하는 과학적 성과와 그들이

연구하는 기술 응용법은 그들의 정신형태에 따라 조건 지워진다고 한다. 해

서 현대물리학적인 관점에서 본 주제를 탐구한다면 미래 지향적인 사고 습

득 과정에도 많은 도움을 줄 것이다.

3. 탐구 기간 및 방법

1) 탐구 기간 : 2000년 11월 15일부터 2001년 6월 30일까지

2) 탐구 일정

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종합 정리 ’01. 06․탐구 과정의 오류 확인

․탐구 매체의 적정성 확인

보고서 작성 ’01. 06․작품 탐구 과정 정리

․작품 완성 보고서 작성

Ⅱ. 이론적 배경

지구와 달의 위상 변화에 따른 역학적인 움직임을 탐색하기 위해 천체의

운동에 대한 정확한 정의를 알고, 천체의 운동에 대한 선행 연구는 고대의

자연과학에서부터 아인슈타인의 상대성 이론이 나오기까지의 천체 물리학에

대해 살펴보고자 한다. 아울러, 어떤 물리적 현상의 관찰과 인식을 수학적인

상징과 언어로 추상화하기 위해 현대물리학의 견해에 대해 세심한 고찰이

필요하겠다.

1. 문헌 연구

1) 공전의 정의

공전이란 한 천체 주위를 하나 또는 그 이상의 다른 천체가 도는 운동으

로 태양 주위를 도는 행성과 혜성, 이 행성의 주위를 도는 위성, 쌍성의 경

우 주성(主星) 주위를 도는 반성의 운동 등 여러 경우를 공전이라고 한다.

이 때 공전의 궤도는 타원이다. 예를 들면 지구를 중심으로 달은 타원 궤도

를 그리며 도는 것이다.

2) 지구의 공전

지구는 태양을 중심으로 공전을 하는데, 광행차상수(光行差常數)＊, 연주시

차＊, 도플러효과＊ 등으로 알 수 있다고 한다. 지구의 공전 주기 결정은 별

(항성년)․춘분점(회귀년)․근일점 등을 기준으로 한다고 하니 지구의 공전

주기도 관찰자의 보는 시각에 따라 변할 수도 있다는 생각이 든다. 예를 들

면 별을 기준으로 한 지구의 공전 주기는 365.2564일이다.

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광행차상수(光行差常數) 별이나 다른 천체의 최대 겉보기 연주 광행차 변위

로 구가 태양 주위를 공전하기 때문에 생긴다.

연주시차 시차란 멀리 떨어진 두 위치에서 천체를 볼 때 생기는 시선 방향

의 차이로 지구는 태양을 공전하므로 1년 동안 멀리 떨어진 지구공전궤도상

의 두 지점에서 별을 관측하는데 별의 위치에 대한 효과를 연주시차라 한다.

도플러효과 소리나 빛이 발원체(發源體)에서 나와 발원체와 상대적인 운동

을 하는 관측자에게 도달했을 때 진동수에 차이가 나는 것이다. 지구에서 멀

어져가는 별에서 나온 별빛은 스펙트럼의 적색으로 이동한다.

지구 공전을 처음으로 주장한 사람은 약 2,000년 전 <사모스의 아리스타

르코스부터> 시작되는데 그 뒤 ‘천동설’에 눌려 <케플러> 이전까지 빛을 보

지 못하다가 근래에 들어 케플러가 그의 스승인 <티코 브라헤>가 관측한

자료를 토대로 행성운동을 설명하는 경험 법칙을 발견하였는데 그 가운데

제 3법칙이 공전주기와 장반경의 관계이다. 이 관계는 ‘공전주기의 제곱은

장반경의 세제곱에 비례한다’는 법칙으로 케플러의 제3법칙 또는 ‘조화의 법

칙’이라고 한다.

3) 달의 공전

달은 지구를 중심으로 공전을 하며, 달의 공전 주기는 별(항성월)․위상(삭

망월)․교점(교점월)․근지점(근점월) 등을 기준으로 하는데 별을 기준으로

한 달의 공전 주기는 27.322일이다.

천체의 공전 주기는 지구와 달의 공전 주기에서 나타나듯 기준(보는 관점)

에 따라 여러 가지로 해석할 수 있음을 알 수 있다.

4) 쌍성(二重星)과 무게 중심

공통의 중력 중심 주위를 궤도 운동하는 별들의 쌍으로 우리 은하에 있는

별들 가운데 상당수(절반 정도)가 쌍성이거나 더 복잡한 다중성(多重星)으로

되어 있다.

물리학에서 계산상의 편의를 위해 물체의 모든 무게가 모여 있다고 생각

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하는 물체 내의 가상점으로 무게와 질량은 비례 관계에 있어 무게 중심을

질량 중심이라고 한다. 어떤 물체가 동일한 중력장 내에 있을 때 이 물체의

질량 중심과 무게 중심은 같은데, 대형의 천체(天體)가 쌍을 이루어 상호

간에 중력을 미치면서 궤도 운동을 하는 경우 질량 중심과 무게 중심은 일

치하지 않을 수 있다.

5) 위상(位相)

역학적인 관점에서의 위상

역학에서 어느 한 점이 기준점이나 영점 위치를 마지막으로 통과한 후에

만든 주기로 완전한 순환을 위해 필요한 시간의 비율을 말한다. 예를 들면

시계바늘에 대한 기준 위치는 숫자12이고, 분침은 주기가 1시간이다. 15분에

분침은 1／4 위상을 가지고 90°의 위상각을 통과한다. 그러나 위상 개념은

물결파나 물체의 진동에 의해 경험되는 것 같은 단조화운동(單調和運動)에도

적용된다.

둘 또는 그 이상의 파동과 같은 주기 운동의 위상을 비교할 때, 각각의 점

들이 동시에 최대 또는 최소 변이에 도달하면 그 운동들은 같은 위상에 있

다고 한다. 만약 두 파동의 마루가 같은 시각에 같은 지점이나 선을 지나면

그 지점에서 같은 위상을 가진다고 한다. 한 파동의 마루와 다른 파동의 골

이 같은 시간에 지나가면 위상각의 차이는 180°인데 이 때 파동들은 반대

위상을 가진다고 한다.

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천체의 위상

지구에서 보았을 때 태양 빛을 받는 부분이 달라지면서 변화하는 천체의

겉모습으로 달의 주요한 위상은 초승달․상현달․보름달․하현달․그믐달

등이 있다. 달에서 보면 지구의 위상은 달의 위상변화와 반대로 변한다. 즉

달이 초승달일 때 지구는 보름지구가 된다. 태양으로부터 지구보다 먼 곳에

있는 행성들은 꽉 찬 위상, 또는 상현달이나 하현달보다는 크지만 꽉 찬 모

습보다는 작은 위상을 보여준다. 즉 지구에서는 외행성들의 모습을 항상 절

반 이상 볼 수 있다는 것이다. 반면 내행성인 수성과 금성은 달과 같이 엽상

주기를 보여준다.

6) 단조화운동(單調和運動) simple harmonic motion

단조화운동의 정의

평형점을 중심으로 양쪽 방향으로 반복해서 왕복하는 운동을 단조화운동

이라고 한다. 이 때 중심에서 양쪽 방향으로 이동한 최대 거리는 다른 쪽 방

향의 최대 이동 거리와 같으며, 한 번 왕복 운동을 하는데 걸리는 시간은 일

정하다. 이 운동을 일으키는 힘은 언제나 중심을 향하며, 물체와 중심간의

거리에 비례한다. 많은 물리계가 에너지 감소를 고려하지 않는다면 단조화

운동을 하는데 예를 들면 다음과 같다.

▶단조화 운동의 예

-용수철에 매달아 놓은 물체의 진동

-흔들리는 추

-교류가 흐르는 도선 안의 전자

-음파(音波) 때문에 진동하게 되는 매질 속의 입자

-안정된 평형점 주위에서의 상대적으로 작은 진동

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음악소리는 악기들의 여러 파의 조화

이 운동을 조화운동이라고 부르는 이유는 악기들이 이러한 진동을 할 때

소리가 합쳐져 화음을 이루기 때문이라고 한다. 음악 소리란 악기라는 진동

체가 여러 종류의 단조화 운동을 할 때 생기는 각각의 파동들의 합성인데

이 때 합해진 각 파의 진동수는 가장 작은 기본 진동수의 정수배를 갖는다.

따라서 규칙적으로 반복되는 운동은 아무리 복잡해도 여러 단조화 운동이나

파동의 합으로 나타낼 수 있다. 이 사실은 1822년 프랑스의 수학자 <장 바

티스트 조세프 푸리에> 남작이 처음 발표했다.

2. 선행연구의 고찰

-상대론적인 관점에서 본 행성 운동

1) 지구중심설

자연 과학은 혹성 운동 혹은 태양 운동, 달의 운동, 그리고 항성들로 이루

어진 별자리의 운동 등을 어떻게 이해할 것 인가에서부터 출발하여 점점 정

밀한 학문으로 발전해 왔다. <코페르니쿠스>이전에는 천체가 지구를 중심으

로 운동한다고 이해하고 태양이나 혹성, 그리고 항성이 아로새겨진 하늘까지

도 모두 지구를 돌고 있다고 생각하였다.

2) 태양중심설

<코페르니쿠스>는 당시의 고정 관념에 반대하면서 태양을 중심으로 그

주위를 지구나 여러 혹성들이 돌고 있다고 주장하였다. <코페르니쿠스>의

‘태양중심설’은 천체의 운동을 이해하는데 있어서 획기적인 변화이기도 했지

만 한 걸은 더 나아가 하늘에서 일어나는 일과 지상에서 일어나는 일을 동

일하게 이해하려고 했던 최초의 시도였다.

3) 케플러의 타원운동

<케플러>는 <코페르니쿠스>의 이론을 계승 발전시켜 혹성을 원이 아닌

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타원운동을 하고 있다고 주장하여 관측 데이터에 더욱 근접한 모델을 만들

었다.

4) 갈릴레이의 지동설과 상대성이론

<갈릴레이>는 망원경으로 달 표면과 태양의 흑점을 최초로 관측하는 등

여러 업적을 남겼으며 상대성 이론을 발견하였다. 상대성 이론이라는 사고

방식은 <아인슈타인>에서 시작된 것이 아니고 이미 <갈릴레이>의 ‘지동설’

속에 완전히 똑같은 사고 방식이 전개되고 있다. 물론 <아인슈타인>의 상

대성 이론과는 다르나 상대성 이론이라는 형태로 물리학 법칙을 사고하기

시작한 사람은 바로 <갈릴레이>이다.

5) 운동의 상대성

지동설이나 태양중심설은 마치 상반되는 이론인 것 같으나 단순히 천체

의 움직임을 이해한다는 관점에서 본다면 ‘천체는 모두 그 주위를 회전한다.’

라는 견해로 보면 어떤 의미에서 같다고 할 수 있다.

운동이란 상대적이다. 예를 들어 저쪽에서 움직이고 있는 사람을 보았다고

하자. 그러나 저쪽 사람에서 보면 내가 움직이고 있는 것처럼 보인다. 또한

같은 방향을 향해 가는 두 기차가 다른 속도로 간다면 빠른 속도로 달리는

기차를 탄 사람은 느린 속도로 가는 사람이 마치 뒤로 가는 것처럼 느껴질

것이다. 이처럼 운동은 상대적인 것이다.

그러므로 태양을 중심에 둔 견해나 지구를 중심으로 둔 견해나 모두 어떤

의미에서는 동일한 현상이라 할 수 있다.

3. 현대물리학적인 관점에서의 과학적 인식 방법

본 주제를 탐구하는 과정에서 나타나는 현상에 대해 현대물리학적인 관점

에서 사고하기 위해 금세기의 물리학자들의 세계관을 살펴보았다.

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1) 인식과 관찰(에르빈 슈뢰딩거1887-1961)

피타고라스와 데모크리토스는 이미 24C 이전에 우리의 감각, 인식, 관찰

등은 강한 개인적, 주관적 색조를 띄고 있어 사물 그 자체thing-in-itself의

본질을 전하고 있는 것은 아니라고 했다. 인식과 관찰에 있어서 주체와 객체

는 복잡 미묘하게 뒤엉켜 있어 이를 논의할 때는 두 가지가 전제되어야 하

는데 그것은 ‘대상에 의하여 주체 안에 야기된 직접적인 물리적 인상’이며

다른 하나는 ‘그 인상을 받아들이는 주체의 상태’라고 한다. 이에 대하여 요

즈음의 사고 방식은 그 둘 사이의 직접적인 물리적, 인과적 영향을 <상호적

>이라고 생각하고 있으며, 또한 주체가 객체에게 미치는 피할 수 없고 조절

불가능한 영향도 존재한다고 보고 있다. 또한 ‘대상을 변형시키지 않고는 그

대상을 결코 관찰할 수 없다’고 생각하는 경향이 있어 관찰 방법을 개선하고

그 관찰 결과를 충격적으로 새로운 각도에서 고찰함으로써 주체와 객체의

경계가 모호해진다는 것이다.

천체 운동 원리를 인식한다는 것이 어쩌면 매우 추상적인 활동일 것 같다는 생

각은 드나 우리 나름대로 실험을 설정하여 관찰한 다음 그 현상(대상)이 이해

가 간다면 우리의 탐구 방법에 큰 오류는 없을 것이다. 그리고 우리의 인식을

새로운 관점으로 고찰함도 뜻 있을 것 같다.

2) 인간과 자연의 구조적 유사성(루이 드 브로이1892-1987)

루이 드 브로이는 우리의 사고와 자연적 사물들 사이에는 모종의 「일

치」를 보여 주며, 자연 현상들 간에 존재하는 깊은 연관성을 우리의 지성과

지각력으로 이해할 수 있다는 가능성을 보여 준다고 한다. 우리가 자연 환경

에 꾸준히 적응하고 살아올 수 있었던 것은 그와 같이 이 세상과 인간의 마

음 사이에 <구조적 유사성>이 애초부터 존재했었다는 것이다. 상대성 이론

을 그 예로 들면 극도로 세심하고 정밀한 실험-과거의 이론으로는 예측할

수 없는 결과를 주는-으로 출발했던 상대성 이론은 우리의 일상적인 직관과

완전히 상반되는 새로운 시공간의 개념과 시공의 상호 관계를 구축하였다.

이것은 우리의 경험과 완전히 다른 시공간의 개념에 해석을 내리는데 필요

한 요소가 우리의 마음 안에 이미 존재하고 있었다는 것이다.

- 16 -

3) 순수 수학적인 관점에서의 자연관(제임스 진즈 1887-1946)

수학자이자 물리학자였으며 천문학자이기도한 제임스 진즈는 ‘현대 물리학

의 뛰어난 업적이란 우리들이 아직도 궁극의 실체에 대해 아는 바가 없다는

사실을 인식하게 해 준 것이다’라고 말한다. 또한 「자연이라는 위대한 책은

수학적 언어로 저술되었다」는 갈릴레오의 자연관과 같은 의견으로 지난 수

세기 동안 이어져온 기계적 우주관으로는 태양 빛의 전달과정이나 방사선의

성질, 사과의 낙하 운동, 원자 내에서의 전자의 회전 운동 등과 같은 간단한

현상도 설명을 할 수가 없다고 지적하고 있다. 그리고 자연은 수학자가 외부

의 세계의 경험에 의존하지 않고 내적 의식으로부터 끌어내어 연구를 통한

체계화시킨 순수 수학의 법칙을 잘 알고 있는 듯이 보인다고 한다.

자연의 수학적인 관점으로의 인식이 보편 타당하다면 우리들이 본 연구를 통

해 만들고자하는 조형적 매체도 여기에 근거를 두어 제작함이 옳을 것이다.

4) 유사성(반징수)

유사성을 나타내는 사고는 과학자들이 즐겨하는 특징이다. 예를 들면

Kepler는 행성 운동을 기술할 때 시계의 유사성을 이용하였고, Cambell은 기

체 운동 설명에 당구공을 사용하였다(Pressley, 1995). 예컨대 빙하를 설명할

때 얼음의 강과의 유사성을 예시할 수 있다. Clement와 그의 동료들은 ‘가끔

학생들이 모순되는 생각을 가지고 있어 한 상황에서의 그들의 신념이 다른

상황에서는 그렇지 않다고 생각한다. 한 실험에서 예를 들면 고등학생의

76%가 책상은 위의 책에 힘을 가하지 않는다고 답하고, 반면에 용수철을 누

르는 손은 용수철에 의해 힘을 받는다고 답하고 있다’라고 말한다.

우리들의 조형적 매체도 위와 같은 관점에서 제작하여야 한다. 행성의 운동

원리를 설명할 수 있는 도구는 보통 그 운동 원리를 이해함에서 있어 유사한

개념을 갖도록 하는데 그 목적을 두어야 할 것이다.

- 17 -

Ⅲ. 탐구 내용

1. 탐구주제ⅰ: 지구에서 본 달의 위상 변화 탐색과 그에

따른 매체 제작

1) 상현달의 위상 변화 탐색

(1) 일주운동

나를 중심으로 돈다

달은 나를 중심으로 도는 것처럼 보이나 달이 ㄱ위치에서 ㄴ을지나 ㄷ위치인 서쪽 하늘까지 움직이는 동안, 운동을 하는 것은 달은 1

일 동안 12°공전하고 지구는 1일 동안 360°자전을 하므로 상현달의 움직

임은 지구가 자전을 하기 때문에 그렇게 보이는 것이다.

(2) 상현달과 하현지구

상현달

-지심경도 관점으로 볼까?

- 18 -

우리가 지구에서 상현달을 보는 것은 태양광선과 지구 중심각으로 90°위상

의 위치에 있는 달을 보는 것이 아니라 달의 상현(지름)의 연장선에 있는 곳

에서 보는 것이다. 이 때 역학적인 면에서 지구와 달의 위상은 같으나 그

모습은 반대이다. 달에서 보면 하현지구로 보일 것이다. 그림에서 볼 수 있

는 것처럼 이 때 하현지구가 정확히 반달로 보일지 의문이 간다.

(3) 월령과 달모양

월령도月齡圖 : 달운동을 지도판처럼 나타내다.

월령에 따른 달의 주기적인 위상 변화는 보통 위의 그림처럼 시계와 같은

모형판을 이용하여 왔다. 이와 같은 고정 관념으로 인해 달의 운동이 2차원

도형의 움직임처럼 생각되어 4차원에서의 달의 공간 이동 원리를 이해하는

데는 많은 어려움이 있음을 간과해서는 안 된다. 달의 공간 이동을 위상 관

점에서 다음과 같이 나타내어 보았다.

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(4) 지구․달 운동의 초점은 태양

태양을 점광원으로 보다. (역학적인 관점에서의 태양)

태양의 크기가 지구와 달에 비해 매우 크기 때문에 태양광선을 평행광선

으로 하여 빛의 성질을 알아보는 일반적인 과학 상식 도출 방법에는 무리가

없다. 예를 들면 지구빛이나 달빛이 비치는 모습을 생각할 때는 타당하다.

그러나 지구와 달의 역학적인 운동에는 태양을 하나의 공간상의 질점으로

보아야 한다는 것이 우리의 견해이다.

실제로 태양-지구-달의 크기를 무시하고 거리만 감안한다해도 태양을 점

광원으로 생각해야함이 타당하고 한다.

태양광선이 지구-달까지 오는데 약 500초 걸린다. 태양의 크기가 아무리

크다고 해고 거리를 감안하면 태양은 지구-달에서 보았을 때 점으로 보아야

한다. 실제로 우리가 태양을 볼 때 하늘의 큰 점 하나로 밖에는 볼 수 없다.

- 20 -

(5) 상현달과 월심 경도 90°위상

달도 가속도운동을 하다.

가속도란 순간 속도의 증감뿐만이 아니라 원운동과 같이 방향이 바뀌는

것도 가속도라고 한다.

상현달에서 하현달로 되기까지의 위상에서 달의 운동에너지를 살펴보면

지심경도와 월심경도 관점에는 차이가 있음을 알 수 있다. 지심경도의 관점

에서 보면 두 달(상현달과 하현달 각각 90도씩)이 지구와 이루는 각도는 180

도이고 달은 지구를 중심으로 단조화운동을 함을 알 수 있다. 이것은 마치

지구는 정지 상태에 있고, 달은 등속도 운동을 하는 것과 같은 생각을 갖게

해준다. 그러나 월심경도의 관점에서 보면 달은 더 많이 운동을 하는 것을

알 수 있다. 다시 말하면 상현달에서 하현달로 될 때 달은 더 빠른 속도로

움직인다. 그와 같은 관점에서 달의 운동을 이해하는 것이 역학적인 관점에

서 보더라도 타당하며 위의 그림에서도 볼 수 있듯 상현달에서 보름달을 지

나 하현달 사이에 달은 더 많이 움직임을 알 수 있다. 이는 우리가 손으로

돌멩이가 달린 끈을 돌릴 때 밖으로 향하는 순간 더 큰 힘이 드는 것과 같

은 현상일 것이다. 이것은 뉴턴 사고에서 그 유사성을 발견할 수 있다.

뉴턴은 처음으로 달과 같은 천체의 운동이 지상에 있는 물체의 원리로

설명될 수 있음을 발견했다고 한다. 즉 관성의 법칙(물체의 속력의 크기

나 방향의 변화를 위해서는 힘이 필요함)에 따라 ……引力 필요…….

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2) 달의 일주 운동 탐색을 위한 매체

(1) 매체 탐구 과정

우리는 대개 지구의 자전에 의한 대상의 움직임 탐구 학습을 할 때 제자

리에서 맴을 도는 경험을 통해 이해하려 한다. 그러나 그러한 방법으로는 새

벽녘의 상현달을 찾을 수 없어 새로운 방법을 모색하였다.

【 신체움직임을 통한 상현달의 모습 탐색 】

① 상현달을 한 곳에 그려 고정시키기

② 여러 가지 방법으로 신체를 움직여 보기

③ 허리를 왼쪽으로 굽히기

: 上(상)부분이 弦(현)으로 보임

(2) 일주 운동 조형적 매체 : 작품명 ‘나의 하늘판’

동 서

나

- 22 -

【만드는 방법】

① 지평선 설정 : 두꺼운 둥근 판을 만든다

② 내가 보는 하늘 : 얇은 종이로 같은 크기의 둥근 판을 오려 가운데

를 오려 낸다.

③ 나의 위치 고정 : 두 종이 가운데를 중심으로 핀으로 고정시킨다.

④ 달의 지심 경도 : 관찰하고 싶은 달의 위치를 지심 경도로 맞

추어 놓는다.

⑤ 지구의 자전 :위에 놓인 종이를 돌리면(서→동) 달의 일주운동 모

습을 볼 수 있다.

【알아낸 사실】

① 지평선

: 내가 서 있는 지점에서

지구 중심에 수직인 지표면

- 23 -

② 내가 보는 하늘 :남쪽을 바라보고 있을 때 지평선에 둥근 투명 반

원을 엎어놓은 것과 같다.

③ 나의 위치 : 지구상의 각자는 모든 천체 운동의 중심이 될 수 있다.

④ 달의 지심 경도 : 달은 지구를 중심으로 매일 12도씩 서에서 동으

로 돈다.

【새롭게 안 천체 운동】

① 지구의 자전 효과 : 제자리에서 우주를 향해 옆돌기를 하는 것과 같다.

② 태양과 달의 일주운동의 효과는 별의 그것과 다름을 알았다.

별의 움직임 관찰

① 본 작품-나의 하늘판-을 위로 향하게 놓고

② 하늘판을 돌리는 방향은 반대로 한다.

3) ‘나의하늘판’으로 탐색한 천체 운동

(1) 천체가 움직이는 방향

① 나의 지평선이 움직이는 방향

: 시계 반대 방향

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② 태양․달이 움직이는 방향(‘나의하늘판’은 남쪽 ) : 시계 방향

③ 별이 움직이는 방향(‘나의하늘판’은 북쪽 ) : 시계 반대 방향

(2) 상현달의 움직임

① 낮달 : 태양과 달이 '나의하늘판'에

같이 있으면 달은 보이지 않음

② 달 뜨는 시각 : 태양이 뜬 후 6시간 후

③ 달빛 : 태양의 평행광선 반사

(3) 오래도록 달이 보이는 현상

◀상현달은 태양이 진 후 6시간이 지나

면 달도 기울어야 한다.

그러나 달은 - 여름철 태양의 고도가 높으면 태양이 오래도록 떠있듯 -

고도가 높으면 천공에 오래도록 떠있다.

◀지심 경도가 같아도 고도가 높으면

‘나의 하늘판’에서 오래도록 보인다.

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(4) 달이 뜨고 지는 현상

① 지구 돌리기 : 시계 반대 방향

② 달이 뜨고 지는 방향 : 왼쪽

(동쪽)에서 오른쪽(서쪽)으로

③ 지평선 각도(위도)에 따라 달

의 고도 달라짐

【 '나의 하늘판' 활용의 예】

◀나의 지평선 동쪽에서 달이 떠오른다. 그러나

해가 있어 보이지 않는다.

◀나의 지평선 하늘 중천에 달이 뜬다. 해는 서쪽으로

지기 시작한다.

◀나의 지평선 서쪽으로 달이 진다.

◀나의 지평선에서 태양과 상현달은 90도의 위치에 있다.

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2. 탐구주제ⅱ : 우주에서 본 지구-달의 위상 변화 탐색과

그에 따른 매체 제작

1) 지구와 달의 공전궤도

(1) 지구-달 系의 공전 궤적

쌍을 이루며 돈다.

우리가 생각하는 지구와 달의 공전 모습은 ‘지구는 태양을 중심으로 달은

지구를 중심으로 돈다’라고 생각하나 실제로 공전 궤도상에 있는 것은 지구

와 달의 공통무게 중심이다. 공통무게 중심점을 가운데 두고 지구와 달은 반

대 위치에서 태양광선에 대해 하루에 12도씩 비껴가며 운동한다.

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(2) 지구-달 系 운동의 공통점

지구와 달의 우주에서 움직이는 모습은 두 천체의 크기만 다를 뿐 그 이

외의 여러 가지 운동 요소가 같음을 알 수 있다. 그러므로 지구와 달을 우주

에서의 두 ‘질점’으로 본다면 그 운동 특성이 다음과 같음을 알 수 있다.

① 공통무게 중심점으로 반대 위상을 하며 운동한다.

② 파동을 그리며 운동한다.(차이점 :파고의 크기가 지구는 크고 달은 작다.)

③ 두 천체의 위상 변화의 주기가 같다.

3. 탐구주제ⅲ : 보이는 월면(지구면) 모습의 탐색과 그에

따른 매체 제작

1) <지심경도-월령>과 지구 달의 보이는 모습

날

짜

지심

경도태양-지구-달의 위상

달에서

본 지구

지구에서

본 달

지구령

-월령

1일 0° ․보름지구

-신월

7,

8일90°

하현지구

-상현달

15일 180° ․신지구

-보름달

22,

23일270°

상현지구

-하현달

지구와 달의 보이는 모습은 1달을 주기로 삭-(반현)-망-(반현)의 모습을 나

타내며 두 천체가 이루는 도형의 합은 원 하나와 같다. 다만 달에서 지구의

위상을 살펴볼 때 지구에서의 달의 위상과 반대로 나타날 뿐이다.

- 28 -

2) 우주에서 본 지구-달의 모습

보이는 모습의 형태가 같다.

우주에서 유영하는 지구와 달은 태양 광선을 반사하여 그 빛이 지구는 녹

색, 달은 노란색으로 보인다. 우주에서 두 천체의 모습이 색과 크기만 다를

뿐 보이는 모양은 같다.

3) 날짜별 지구-달의 모습 매체 : ‘지구령-월령’

◀ (음력 7, 8일경) 지구에서 달을 보면 상현

달이, 달에서 지구를 보면 하현지구로 보

인다.

- 29 -

4. 탐구주제ⅳ : 천체에 관한 개념 형성을 위한 매체 제작

1) 태양-지구-달의 크기와 거리 비교

태양과 지구, 그리고 달의 실제 크기 모형을 만드는 것은 불가능하므로 세

천체의 크기와 거리를 상대적인 비로 하여 여러 가지 방법으로 모형을 만들

었다.

(1) 크기 비교

구슬의 수로 그 크기를 비교하여 나타내었다.

-태양 : 지구의 비는 109 : 1, -지구 : 달의 비는 4 : 1

(2) 거리 비교

태양과 지구 거리의 비는 수치보다는 빛의 속도로 비교하여 나타내었다.

-태양과 지구의 거리 : 500광 초(지구-달의 400배)

-지구와 달의 거리 : 1.3광 초

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2) 천체의 공전과 자전 개념 형성을 돕기 위한 매체

천체의 공전과 자전은 우주에서의 입체적인 공간 운동이다. 그러므로 간단

히 ‘돈다’라는 생각만 갖고는 그 개념이 모호하다. 하여 확실한 개념 형성에

도움을 줄 수 있도록 다양한 매체를 만들었다.

3) 지구와 달의 우주 유영 모습

지구와 달의 궤도 운동 상에 의미가 있는 각도를 선택하여 지구-달핀을

꽂아보았다.

(1) 지구-달의 백도 상의 운동 모습

① 백도 210도로 꽂았을 때의 모습 :

- 태양광선을 평행광선으로 보았을 때 : 사람 모습

- 태양을 운동의 중심으로 했을 때 : 사람 얼굴 혹은 왕관 모습

② 백도 360도로 꽂았을 때의 모습 :

- 태양광선을 평행광선으로 보았을 때 : 활짝 핀 꽃 모습

- 태양을 운동의 중심으로 했을 때 : 사과의 모습

(2) 지구-달의 공통무게 중심 공전 궤도 상의 운동 모습

① 황도 30도로 꽂았을 때의 모습 : 식물(나뭇잎이나 덩굴식물 줄기)

② 황도 360도로 꽂았을 때의 모습 : 꽃의 모습

지구와 달의 천공상의 움직임을 가상하여 핀을 꽂아보니 지구에서의 여러

생명체의 모습이 연상된다.

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Ⅳ. 탐구 결과 및 고찰 (지구-달 系system 조화운동가설)

태양을 중심으로 한 지구와 달의 위상 변화 관점에서의 두 천체의 운동을

탐구하면서 ‘달은 지구의 유일한 자연 위성이다.’라는 생각은 마치 코페르니

쿠스 이전의 자연관과 같은 맥을 이루는 생각이 들었다. 해서 우리의 지구-

달의 운동 관점을 새로운 시각으로 보기 위해 이론적인 배경을 새로이 고찰

하기에 이르렀다.

1. 지구와 달 운동의 새로운 시각으로의 변환

1) 상대성이론의 관점에서

갈릴레이는 운동하는 물체의 위상은 좌표계의 변환에 따라 달라지고 아인

슈타인은 동시각의 상대성 고찰에서 시간의 변화까지도 포함하여 어떤 운동

을 통해서 ‘사건’을 보느냐에 따라 달라진다는 점을 밝혔다.

지구와 달의 운동은 동시 반대의 위상에서 원운동을 하고 있다. 여기서 반

대의 위상이라 함은 지구와 달의 공통 질량 중심에서의 반대 방향에 위치한

다는 것이지 역학적인 관점에서 본다면 두 천체의 힘이 최대가 되므로 같은

위상에 있다고 말할 수도 있다.

2) 지구-달 운동 이론에 대한 관점의 전환

아인슈타인은 갈릴레이의 「상대성 이론」이 전자기학의 「맥스웰 이론」

에서 성립하지 않는다는 사실에서 모든 물리학에서 기초로 쓰이는 ‘시간’이

나 ‘공간’ 의 개념 규정이 변화되어야 한다는 사고를 하여 「일반상대성 이

론」을 발표하였다고 한다. 여기에서 우리는 동일한 문제를 놓고 그것을 보

는 시각에 따라 커다란 차이점이 있음을 알 수 있다. 새로운 현상을 발견하

여 그것을 설명하는데 기존의 이론으로는 이해가 되지 않는다면 그 순간부

터 새로운 시각으로의 전환점이 될 것이다. 현상이 관찰자의 의도에 따라 달

리 보여진다고 한다는 말은 깊이 새겨 볼 것이다.

조석 마찰의 현상에서 달은 점차 운동이 가속되어 1년에 3cm씩 멀어지고

지구는 자전 속도가 느려져서 1년에 수분의 1초씩 느려져 수 백년 후엔 지

구의 하루가 지금의 달(달은 지금 공전과 자전 주기가 같음)처럼 50일 정도

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가 된다고 한다. 이렇게 마치 같은 운명과도 같은 관계를 맺고 운동을 하는

지구-달의 움직이는 모습을 우주에서 본다면 그 둘의 위상이 어떤 모습으로

보일까?

2. 지구와 달의 운동에 대한 우리들의 결론

(지구-달 系system 조화 운동 가설)

우리는 지금까지 달은 지구를 중심으로 공전하고 있는 지구의 유일한 자연

위성이라는 생각을 하면서 모든 천체의 운동을 주성과 위성의 관점에서 보

아왔다. 그러나 지구와 달의 상호 인력에 의한(상대적인) 운동 관점으로 탐

색하여 보니 지구와 달은 서로 조화를 이루면서 자신의 궤도를 돌고 있음을

알았다. 또한 지구에서 볼 수 있는 생명체들의 모습과 너무나도 흡사한 모습

으로 우주에서 유영하고 있었다. 하여 우리는 달은 지구의 위성이라는 지구

중심적인 생각에서 벗어나 지구와 아름다운 조화운동을 하면서 지구상에 자

연물을 탄생시키고 그 운동 원리가 모든 생명체들의 유전자 구조 속에 잠재

되어 있어 생명의 진화 방향을 주는 원동력이 될지도 모른다는 생각으로 우

리들의 탐구를 맺는다. 아울러, 과학의 탐구란 자연이 만든 예술품을 찾는

길이 아닐까?

지구와 달은 상호 인력에 의한 조화운동을 하는 두 천체이다.

Ⅴ. 기대되는 효과

우리들이 만든 작품들은 태양-지구-달의 운동 원리 이해에 쉽게 접근하도

록 하였으므로 교육 현장에서 다음과 같은 교육적 효과가 있을 것이다.

(1) 태양-지구-달系의 운동 원리를 쉽게 이해할 수 있다.

조형적인 매체를 제작하는 과정에서 태양을 중심으로 한 지구와 달의 운

동 원리를 스스로 이해할 수 있을 것이다.

(2) 모든 천체 운동 원리를 스스로 깨닫게 될 것이다. 지구와 달의 운동

원리를 기초로 하여 형성된 천체 운동 사고가 확장되어 모든 우주 천체의

운동 원리를 가늠하여 상상할 수 있는 계기가 될 것이다.

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(3) 일상적인 사물을 활용하여 만들 수 있으므로 경제적이다. 학교 현장에

서 천체 원리를 이해하는데 도움을 주는 학습 교구의 종류는 그 수도 적거

니와 있다고 해도 가격이 비싸고 완제품이어서 학생들이 스스로 만들어보는

기회는 거의 없다고 봐야할 것이다. 본 탐구물을 이용하면 저렴한 비용으로

큰 교육적 효과가 있을 것으로 기대된다.

Ⅵ. 결론 및 제언

우리는 무수한 자연 현상을 보고 있으나 실은 몇 개의 자연 법칙에 따라

움직이는 세계에 살고 있다. 우리의 일상적인 모습은 이 법칙에 의해 지배받

으며 여러 가지 모습으로 변한다. 고원이나 산맥이 어떻게 이루게 되느냐고

묻는다면 대부분의 사람들은 그 답변이 어려울 것이나, 풍선을 더운 물 속에

넣으면 왜 커지는가에 대한 질문에는 가열 때문이라고 답변할 것이다. 그러

나 그 두 가지 현상 모두 열에 의한 물질의 팽창에 의한 것이다. 우리는 물

리계의 동일한 현상의 여러 가지 모습을 마치 다른 것으로 보고 있어 과학

을 배우는 학생들이 이해하는데 많은 어려움이 있다.

또한 천체 물리학적인 관점에서는 기계적인 우주관에 매우 익숙해져 있

다. 뉴턴의 「시계 같은 우주」같은 개념으로 우주는 질서 있고 그 움직임을

예측할 있는 것으로 인식되어 뉴턴 이후 몇 세기에 걸쳐 철학자들은 뉴턴

의 우주관을 시계에 비유하여 마치 태양계 안의 모든 행성들은 만유인력의

법칙과 운동 법칙에 따라 재깍거리는 시계 바늘처럼 정확히 자신의 궤도를

달린다고 생각했다. 그러나 이 운동의 원인도 ‘천체들의 운동은 우리가 알

수 없는 어떤 힘의 지배를 받는다’는 고정 관념에 젖어 매우 알 수 없는 어

떤 영역의 학문 분야처럼 인식되어 천체들의 운동을 이해하는데도 많은 어

려움이 있다. 그러므로 우리들이 상현달의 모습과 오래도록 하늘에 떠있는

현상을 본 탐구물의 조형적 매체의 방법으로 제작하는 과정에서 스스로 천

체의 운동 원리를 이해하게 될 것이다.

아울러, 우리는 지구와 달의 운동을 탐구하는 과정에서 두 천체는 조화운

동을 한다는 생각으로 갈무리한다. 또한 가장 경이로움을 준 지구와 달이 우

주에서 호를 그리며 운동하는 모습을 지구의 물리계에서 그 현상을 탐색하

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여 보았다. 출렁이는 파도의 파고, 수면에 던져진 돌이 그리는 모습, 실제 실

험을 한 유리판 위에서 돌아가는 팽이 등의 운동이 어쩌면 천체의 운동과

같은 원리가 아닐까하는 생각도 든다.

우주론을 전공한 <사또 후미다까>는 「아인슈타인이 생각한 세계」에서

다음과 같이 말한다.

……우리에게 필요한 것은 “자연에 질문을 던질 때 하나의 이상을 가져

야 한다”는 자세입니다. 아인슈타인이 자연에 질문을 던질 때 가졌던 ‘자

연은 단순한 것이 아름답다’는 것과 같은 이상을, ……

상현달의 모양과 하늘에 달이 떠 있는 시간차에 질문을 던지면서 탐구한

지구와 달의 운동 모습이 흡사 지구의 자연과 같음을 보고 어쩌면 지구의

많은 물질이나 생명체들의 유전자 구조 속에 지구-달의 운동 원리가 기본이

되어 진화되지 않았을까 하는 생각은 지나친 비약일까?

끝으로 지구와 달의 운동을 탐구하고자하는 분께 다음과 같은 도움말을

주고싶다. ‘중력과 가속도 운동에 의해 일어나는 관성력은 같다’는 일반상대

성 이론의 명제이다. 다시 말하면 무중력 상태에서의 가속도 운동은 중력 상

태의 물리 계 현상과 같다는 것이다. 왜냐하면 무중력 상태인 우주에서 유영

하는 모든 천체는 가속도(원운동)운동을 하므로 그 운동 원리는 중력 상태에

서 일어나는 현상과 같기 때문이다. 지구와 달이 있는 우주의 세계도 지구에

서와 같은 원리로 운동을 한다고 생각해 보자. 우리들이 우주에 대해 도전하

는데 실현 가능하다는 이상을 갖게될 것이다.

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Ⅶ. 참고문헌

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브리태니커 사전 : 이연삼 발행, 한국 브리태니커 회사, 1994

현대 물리학과 동양 사상 : 프리초프 카프라 , 이성범 역, 범양사,1990

우주의 암호 : 하인즈 페이겔스, 이호연 역, 범양사, 1990

교과서에서배우지못한과학이야기 : 로버트M. 헤이즌, 이창희역, 고려원미디어, 1994

현대물리학이 발견한 창조주 : 폴 데이비스, 류시화 역, 정신세계사, 1889

현대물리학과 신비주의 : 켄 월버, 박병철 공국진 역, 고려원미디어, 1990

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아인슈타인이 생각한 세계 : 사또 후미다까, 김부섭 역, 창작과 비평사, 1989

전북과학 : 전라북도과학교육원, 1997

달 moon

작은 망원경으로 시작하는 천체관측의 첫걸음 : J. 머든, 박승철 역, 가람기획,1993

지구라는 행성 : 최진범 외, 춘광, 1993

우리가 정말 알아야할 우리 태양계 : 이향순, 현암사,1992

재미있는 천체 이야기 : 미야모토 쇼우타로오, 한성희 역, 예문당, 1992

재미있는 달 이야기 : A. 리버, 박희준 역, 책세상, 1991

아시모프의 천문학 : I.아시모프, 최승언 역, 웅진출판사, 1991

재미있는 우주여행 : 이향순, 스포츠서울, 1991

신비의 우주 : 조경철, 대원사, 1990

우주탐험의 미래 : R.래스트로, 이상각 역, 을유문화사, 1990

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