4. 자전과 공전의 증거

개기일식은 달이 태양을 완전히 가리는 현상
오는 8월 美 전역에 개기일식, 99년 만의 장관

폭염이 한창인 여름 바깥 외출이 꺼려진다. “어떻게 뜨겁게 타오르는 저 태양을 좀 가릴 순 없을까?” 엉뚱한 소리 같지만 실제 우리가 사는 세상에는 이러한 현상이 주기적으로 일어난다. 바로 모두가 알고 있는‘일식(日蝕)’이 그것이다.
오는 8월 21일 미국에선 99년 만에 북미 대륙 한복판을 가로지르는‘개기일식(皆旣日蝕, total solar eclipse)’이 일어나는 것을 두고 들썩이고 있다. 이미 1년 전부터 관측지역 일부 숙박시설들이 매진됐다는 뉴스도 들려온다.

지금은 개기일식과 같은 현상이 최고의 볼거리가 되었지만 과거 지구의 자전과 공전을 몰랐던 시대에는 신의 노여움 내지는 재앙을 알리는 징조로 받아들여졌다. 17세기 말에 와서야 물리법칙과 자연법칙이 대중화되었고 아이작 뉴턴과 에드먼드 핼리와 같은 천문학자에 의해 과학적인 ‘천문현상’으로 밝혀지기 시작했다. 오늘날엔 스마트폰만 있어도 미래에 있을 개기일식의 정확한 장소와 날짜까지 알아낼 수 있게 되었다.

한편 지구를 벗어난 태양계에도 수많은 일식이 존재한다. 금성, 수성과 같은 행성은 그 주위를 도는 위성이 없어 일식이 없지만 지구를 포함해 위성을 거느린 대부분의 행성들은 일식이 일어난다. 우리가 볼 수 있는 대표적인 것으로 화성의 일식이 있다.

그러나 현재까지 태양계에선 지구만이 태양 전체가 가려지는 개기일식이 일어난다. 그 이유는 태양이 달보다 400배 가량 큰 반면 지구에서 봤을 땐 달보다 400배 먼 곳에 있기 때문이다.
이것은 누구나 쉽게 확인해 볼 수 있는데 크기가 다른 두 개의 물체를 양손에 들고 크기가 작은 물체는 눈 가까이에 큰 것은 작은 물체 뒤에 두어 거리를 조정 하다 보면 뒤의 큰 물체가 앞에 작은 물체에 의해 가려지게 됨을 알 수 있다.

이와 같이 지구와 달이 자기 궤도를 따라 공전을 하다 보면 태양과 같은 선상에 나란히 위치하게 되는데 이때 자전을 하는 지구에서 해당되는 지역은 태양이 달에 의해 완전히 가려지며 대낮에도 밤이 되는 현상이 일어난다. 바로 달에 의해 만들어진 ‘본그림자’ 영역에 들어온 것이다. 이것이 바로 개기일식이다. 그러나 태양빛이 완전히 가려지지 않은 ‘반그림자’지역은 ‘부분일식’만을 관측할 수 있다.

영국의 물리학자인 브라이언 콕스 교수는 BBC다큐 ‘태양계의 놀라운 신비’에서 개기일식 현상을 보며 이렇게 얘기한다.
“우리가 다른 행성들과 태양 주변을 돈다는 사실을 의심했다면 개기일식만큼 확실히 와 닿는 증거는 없습니다.”