이른 아침 동해 바다에서 태양이 떠오르는 일출 광경을 본 사람들이라면 그 장관에 진한 감동을 느껴 보았을 것이다.특히 새해 첫날에는 일출을 보면서 자연의 경이감을 만끽하러 많은 사람들은 동해안에 달려간다. 젊은이들 사이에는 일출을 보는 의미 있는 장소로 동해안의 정동진을 꼽고 있다. 물론 그 까닭은 몇 년 전 인기리에 방영되었던 ‘모래시계’라는 드라마의 영향일 것이다.
이렇게 일출 광경을 지켜본 본 사람들이라도 태양은 지평선에서 수직으로 떠오르는 것으로 잘못 알고 있다.
태양이 떠오르는 경로를 보면 지평선을 기준으로 남쪽 방향으로 기울어진 일정한 경사면을 따라 올라온다. 물론 태양이 서쪽 지평선으로 질 때에도 경사면을 따라 미끄러지듯이 사라진다.
태양이 하늘을 운행할 때 이동하는경로와 지평선과 이루는 경사각은 지방의 위도에 따라 다르다. 별들이 동쪽 지평선에서 떠오를 때도 마찬가지로 나타난다. 만일 사진기를 가지고 동쪽방향에서 떠오르는 태양이나 별들의 모습을 장시간 노출하거나 또는 일정한 시간 간격으로 연속적으로 촬영하면 그 경사각을 뚜렷이 확인할 수 있다.
이 경사각은 90도에서 그 지방의 위도를 뺀 값과 같다. 만일 서울지방의 위도가 북위 37.5도라 하면 이 경사각은 52.5도가 된다.
이치로 보아 이 경사각은 적도 지방으로갈수록 90도에 가까워진다. 만일 적도 지방에서 태양이 뜨는 모습을 본다면 계절에 관계 없이 동쪽 지평선에서 수직하게 떠올라 서쪽 지평선으로 수직하게 내려간다. 그러나 점점 위도가 높은 북쪽으로 올라갈수록 태양이 떠오는 경로와 지평선과 이루는 경사각은 작아진다.
만일 북극에 가면 어떻게 될까?
계절마다 재미있는 현상이 나타날 것이다. 춘분과 추분의 태양 움직임을 보면 지평선에 떠오르지도 또한 내려가지도 않고 지평선을 따라서 시계 방향으로 빙빙돌게 된다.
24시간이 흐르는 동안 태양은 지평선을 따라 완전히 한바퀴 돈다. 한 시간에 태양은 지평선을 따라 15도씩 움직여 나가기 때문에 자신이 마치 거대한 시계 바늘의 회전축 중심에 서 있는 것 같이 느껴질 것이다.
그리고 하지에는 지평선과 23.5도를 일정하게 유지한 채로 하늘에서 동심원을 그리며 빙빙 시계 방향으로 돌게 된다.
이렇게 태양과 천체들은 그 운행 원리가 간단하다. 그러나 현대인은 천체 운행에 대하여 비교적 무관심하게 지내기 때문에 이런 현상을 무척 복잡하게 생각한다.
/서울교대 과학교육학과 yblee@ns.seoul-e.ac.kr
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