Read in English 길을 찾는 시간

장면 목록 › 제2장 세 개의 끈

옛날의 끈: 별의 높이

뱃사람은 별의 높이로 원을 그려 위치를 찾았다

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옛날의 끈: 별의 높이

위성이 없던 옛날, 바다 위의 뱃사람도 같은 방법으로 길을 찾았습니다. 끈은 위성까지의 거리가 아니라 별의 높이였습니다. 북극성이 35° 높이에 보인다면, 나는 북극성이 꼭 그 높이로 보이는 곳들을 이은 노란 원 위에 있습니다. 직녀성으로 보라색 원을 하나 더 그리면, 두 원이 만나는 곳이 내 위치입니다. 그런데 이 방법에는 정확한 시계가 꼭 필요했습니다.

왜?별이 바로 머리 위에 떠 있는 땅이 한 곳 있습니다. 거기서 멀어질수록 별은 점점 낮게 보입니다. 그래서 별이 같은 높이로 보이는 곳을 모두 이으면, 그곳을 가운데에 둔 원이 됩니다. 위성까지 거리가 같은 곳을 이으면 공이 되는 것과 같은 생각입니다.

더 알기지구가 돌기 때문에 별은 1시간에 15°씩 자리를 옮깁니다. 그래서 지금이 몇 시인지 정확히 알아야 원을 제자리에 그릴 수 있습니다. 시계가 4분 틀리면 이 위도에서는 위치가 동쪽이나 서쪽으로 약 90 km 틀어집니다. 흔들리는 배에서도 잘 맞는 시계가 나온 1700년대 후반에야 먼 바다에서 위치를 제대로 알 수 있었습니다. 이 방법을 '천측 항법'이라고 부릅니다. 두 원이 만나는 다른 한 점은 태평양 한가운데라서 쉽게 버릴 수 있습니다. 화면의 별자리 선과 하늘의 격자는 그림이고, 별의 자리는 실제 하늘의 좌표로 그렸습니다.

북극성이 보이는 높이
35°

교과서 식으로 계산

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Wikipedia: Celestial navigation · Wikipedia: Marine chronometer

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위성 궤도·거리·시계의 차이는 교과서의 식(케플러 법칙, 특수·일반 상대성 이론의 근사식)으로 계산했습니다. 위성 30기는 실제 GPS 배치를 본뜬 것이고 실제 위성 번호·위치가 아닙니다. 3D 그림에서 위성 모형은 보이도록 아주 크게, 전파의 움직임은 아주 느리게 그렸습니다.