별을 찾으며 과학을 배우다

이젠 어두운 북두칠성을 찾지 마세요! 밝고 화려한 일등성을 찾으세요!

여러분들은 밤하늘에서 별이나 별자리를 찾을 때 무엇을 기준으로 하는가? 대부분 국자모양의 ‘북두칠성’을 찾거나 더블유자 모양의 카시오페이아를 찾을 것이다. 그리고 그 중간에 있는 북극성을 찾는다. 그러나 북두칠성, 카시오페이아, 북극성은 밤하늘에서 쉽게 찾을 수 있는 밝은 별들이 아니다. 우리는 왜 어두워서 잘 보이지도 않는 별을 찾으려 하는 것일까? 어릴 적부터 그것이 별 찾는 방법이라고 배웠기 때문이다. 이제부터라도 별 찾는 방법을 바꿔보자. 밤하늘에서 밝고 화려한 별부터 찾아보자. 머리 위에서 밝게 빛나는 거문고자리의 직녀성이나 남쪽하늘에서 화려한 모습을 자랑하는 오리온자리의 베텔게우스, 큰개자리의 시리우스, 작은개자리의 프로키온을 찾아보자. 자신이 찾을 수 있는 별들이 많아질수록 밤하늘이 새롭게 보일 것이다. 우리나라 최고의 별밤지기 안성천문대 심재철 명예대장은 우리가 왜 별을 봐야 하는지 이야기한다. 별을 찾으며 생각하는 방법을 알려준다.

1장 밤하늘
옛날 사람들은 왜 밤하늘을 열심히 관측했을까?

방황하는 별의 정체는 무엇일까?
밤하늘을 열심히 관찰해야 했던 실제 이유는?
태양이 뜨고 지는 위치를 보고 어떻게 날짜와 시각을 알 수 있을까?
별이 뜨고 지는 것을 보고 어떻게 날짜와 시각을 알 수 있을까?
별자리는 왜 만들었을까?
은미의 생일은 왜 4년에 한 번밖에 돌아오지 않는 것일까?
왜 우(右)반달, 좌(左)반달이라 하지 않을까?
별은 얼마나 크고 얼마나 멀리 있을까?
천체까지 거리는 어떻게 측정할까?
우주에서 관측되는 구름의 정체는 무엇일까?
우리는 왜 별을 봐야 할까?

2장 별자리
내가 찾는 별자리는 어디에 있을까?

세계 지도에서 어떤 나라를 빨리 찾으려면?
크리스마스이브에 견우성과 직녀성을 볼 수 있을까?
왜 생일날 나의 탄생 별자리를 볼 수 없을까?
여름 밤하늘에 보이는 별자리는 모두 여름철의 별자리일까?
각 계절별 별자리는 어떻게 정할까?
각 계절별 별자리의 서쪽과 동쪽에 위치한 별자리는 어느 계절의 별자리일까?
어느 계절의 별자리를 먼저 찾아야 할까?
거문고자리와 전갈자리는 어느 쪽에서 뜨고 질까?
한여름의 별자리 또는 계절별 중심 별자리는 무엇일까?

3장 견우와 직녀
견우성과 직녀성을 찾아본 적이 있는가?

왜 내가 자신 있게 찾을 수 있는 별자리가 없을까?
큰곰자리와 목동자리 중 어떤 별자리를 찾기 쉬울까?
16개의 일등성은 모두 어느 별자리의 알파성일까?
별자리는 위치가 중요할까, 모양이 중요할까?
견우성과 직녀성을 어떻게 구별할까?
서울에서 볼 때 청주와 제천 중 어느 도시가 더 남쪽에 있을까?
별들의 상대 위치를 정확하게 알 수는 없을까?
북극성은 어디에 어떤 높이로 떠 있을까?
서울에서 천정을 지나가는 가장 밝은 천체는 무엇일까?
계절별로 가장 찾기 쉬운 별은 어떤 별일까?
계절별 기준 별자리 찾는 방법

4장 남중
구름 사이로 보이는 별이 어떤 별인지 어떻게 알 수 있을까?

태양은 어디서 뜨고 언제 남중할까?
별은 언제 남중할까?
항성시를 알면 내가 찾는 별의 위치를 예측할 수 있을까?
밝은 별 하나만 보여도 그 별이 무슨 별인지 추측할 수 있을까?
항성시를 가장 쉽게 알 수 있는 방법은 무엇일까?
추분엔 왜 ‘별 찾기가 누워서 떡 먹기’라고 할까?
망망대해를 위치를 어떻게 알 수 있을까?
내가 직접 항성시를 계산할 수 있을까?

5장 일식과 월식
태양이 지구보다 훨씬 크다는 것을 어떻게 알았을까?

지구가 둥글다는 것을 언제 느낄 수 있을까?
남산 서울타워에서 설악산 대청봉이 보이지 않는 이유는 무엇일까?
하늘의 달은 동전만 한데 지평선 위의 달은 왜 그렇게 커 보일까?
보름달이 갑자기 어디로 사라지는 것일까?
아리스토텔레스는 무엇을 보고 지구가 둥글다고 확신했을까?
지구가 보름달보다 세 배밖에 크지 않다는 것을 어떻게 알아냈을까?
태양이 달보다 크다는 것을 어떻게 알 수 있을까?
태양이 누구에게 먹히는 것일까?
태양이 지구보다 훨씬 크다는 것을 어떻게 알았을까?
막대기 하나로 피라미드의 높이를 어떻게 잴 수 있었을까?
달까지의 정확한 거리를 어떻게 측정했을까?

6장 위대한 논쟁
땅일 돌까, 하늘이 돌까?

하늘이 도는 것일까?
천문학에서의 아리스토텔레스
왜 태양이 우주의 중심이어야 할까?
하늘이 돌까, 땅이 돌까?
별이 뜨는 시각은 왜 매일매일 조금씩 빨라질까?
금성은 왜 한밤중에는 볼 수 없을까?
초저녁 동쪽 하늘에 갑자기 나타난 밝은 별의 정체는 무엇일까?
토성과 목성은 별자리 사이를 어떻게 이동할까?
별자리 사이를 방황하는 붉은 별의 정체는 무엇일까?
행성은 어떻게 역행할 수 있을까?
행성은 언제 역행할까?
천동설과 지동설의 논쟁을 끝낼 수 있는 결정적인 증거는 무엇일까?

7장 세상의 중심
지구의 자전을 느낄 수 있을까?

천동설이 오랫동안 진리로 받아들여진 이유는 무엇일까?
망원경에서 배율보다 중요한 것이 무엇일까?
허블 우주 망원경은 왜 우주에 설치됐을까?
갈릴레이는 망원경으로 달과 태양을 관측하고 무엇을 느꼈을까?
지구를 돌지 않는 천체를 본 적이 있는가?
초저녁 동쪽 하늘에 보이는 화성과 초저녁 서쪽 하늘에 보이는 화성은 어떤 차이가 있을까?
금성이 보름달 모양으로 보이는 때가 있을까?
세상의 중심은 태양일까, 지구일까?

더 읽으면 종은 이야기 하나 - 천상의 세계와 지상의 세계
더 읽으면 종은 이야기 둘 - 갈릴레이의 사고 실험
더 읽으면 종은 이야기 셋 - 인공위성은 어떻게 지구를 계속 돌 수 있을까?
더 읽으면 종은 이야기 넷 - 무거운 것과 가벼운 것 중 먼저 떨어지는 것은?

● 별 찾는 것을 포기하지 마세요!
일상생활에서도 어떤 문제에 부딪혔을 때 그것에 대한 해석을 위해, 책에 나온 이론, 경험자들의 의견, 지금까지 해왔던 관례대로 하려는 경향이 많다. 이렇게 해서 빠르고 쉽게 해결될 수 있는 문제들이 있다. 그러나 처음 접하게 되는 현상이나 문제는 새롭게 관찰된 사실을 바탕으로 풀어 나가야 한다. 권위 있는 철학자, 권위 있는 이론들, 경험이 풍부한 선배들의 말을 무조건적으로 받아들여서는 새로운 길로 나아갈 수가 없다.
과학을 제대로 배운 학생은 생각하고 관찰하고 실험하고 토론해 문제를 하나씩 풀어나갈 수 있다. 그러나 과학적 사실을 단순히 암기한 학생은 비슷한 문제를 어딘가의 문제집에서 풀어본 적이 없다면 해결할 수 없다. 항상 새로운 가능성으로 문제를 해석하고 현상을 바라보는 것이 앞으로 나아갈 수 있는 중요 포인트다.
경험상 하늘이 도는 것처럼 보이는 분명한 현상과 주장(천동설)에 맞서서 새롭게 관측된 사실을 바탕으로 권위에 눌리지 않고 새로운 이론을 만든 갈릴레이의 창의적 생각을 우리 아이들이 배웠으면 하는 바람으로 이 책을 썼다.
- [들어가며] 중에서천체사진 (고)박승철(1964~2000)
한평생 별을 사랑하며 모든 열정을 바친 사람. 한국아마추어천문학회 창립위원이었고 우리나라 최초 천문월간지 [하늘] 편집장으로 일하며 천문 대중화에 힘썼다. 국립소백산천문대에 근무하며 헤일-밥 혜성 등 많은 천체 사진을 기록으로 남겼고 [과학동아] 천문 기사 필자로도 활동했다. 2000년 겨울, 불의의 교통사고로 하늘에 별이 되었다.성도제작 신명근
KAIST 정보 및 통신공학 박사. KAIST 천문동아리 ‘별바라기’ 회장을 역임했고, 천문프로그램 i-Stars 3.5를 개발했다.