일식·월식 주기는 대략 6585일
관측자료는 역사 헤아리는 열쇠

태양, 지구, 달 등 천체의 운동은 규칙적이다. 그중 일식은 달이 태양을 가리는, 달의 그림자에 지구가 들어가서 지구에서는 태양을 볼 수 없는 현상을 말한다. 한자 식(蝕)은 벌레가 좀먹었다는 의미인데, 반대로 달이 지구의 그림자에 들어가서 우리가 달을 볼 수 없게 되면 월식(月蝕)이라고 부른다.

한상근 KAIST교수·수리과학

달이 태양을 가리더라도 대개는 일부분이어서 대낮에 컴컴해지는 일은 거의 없으며, 그것은 부분일식이라고 부른다. 달이 태양을 모두 가리는 일은 매우 드물게 나타나는데, 그것을 개기일식이라고 한다. 태양은 달까지의 거리보다 약 394배 먼 곳에 있지만, 크기도 역시 달보다 394배 정도여서 눈으로 보기에는 태양과 달의 크기가 거의 비슷해서 개기일식이 가능한 것이다.

이런 가운데 올해에는 5월 21일 월요일 아침 7시32분을 전후로 태양의 80% 정도까지 가려지는 부분일식이 있고, 6월 6일 오전에는 6시간에 걸쳐 금성이 태양 표면을 가로지른다. 하늘이 흐리면 구름을 사이에 두고 눈썹모양이나 반달모양의 태양을 관측할 수 있고, 햇빛이 좋은 날에는 나무그늘 사이사이로 땅에 만들어내는 눈썹모양이나 반달모양을 볼 수 있다. 나무도 없다면 자신의 두 손을 포개고 손가락 사이를 조금 벌려서 격자모양을 만들어도 같은 현상이 나타난다.

하나의 종이 위에 지구가 그리는 커다란 원판궤도와 달이 그리는 작은 원판궤도가 같이 존재한다고 해보자. 그러면 태양·달·지구의 순서로 직선 위에 있을 때에는 지구에서 태양을 볼 수 없어서 일식이 되고, 태양·지구·달일 때에는 지구의 그림자가 달을 덮어서 달이 보이지 않는 월식이 된다. 그렇다면 달이 지구를 한 바퀴 회전할 때마다 일식과 월식이 나타나야겠지만 실제로는 그렇지 않다.

그 이유로는 먼저 달의 작은 원판과 지구의 커다란 원판은 고속도로의 오르막길과 평지처럼 서로 5도 정도의 각을 이루며 만난다. 그래서 태양과 지구를 직선으로 이어도 대부분 경우에는 달이 그 직선에서 위 아래로 조금 벗어나 있기 때문에 일식, 월식 대신 그믐달이나 보름달이 떠오르게 된다. 공상과학영화에서도 주인공의 목숨을 구해주는 월식은 보름달이 뜬 날이다.

또 다른 이유는 지구나 달의 궤도가 완전한 동그라미가 아니라 동그라미에 가까운 타원이기 때문이다. 이런 여러 가지를 감안하면 일식과 월식은 대략 6585일(18년 11일)을 주기로 반복되며, 그것을 ‘사로스’라고 부른다. 일식은 특히 월식보다 불규칙하며, 그래서 일식에 관한 기록은 역사 연대표를 확정하는 데 사용할 수 있다.

만유인력을 발견한 뉴턴은 예수 그리스도가 십자가에 매달렸을 때 하늘이 어두워졌다는 마가복음의 기록을 일식으로 보고 정확한 연대를 계산하려고 노력했다. 하지만 그 기록을 월식으로 보는 사람도 있고 순수한 기적으로 보는 사람들도 있다.

조선시대 초기에 만든 고려사절요에는 130번 정도의 일식을 기록하고 있다. 재미있는 사실은 고려 초기에는 ‘마땅히 일식이 있을 것인데 없었다’라든지 ‘구름이 끼어서 일식이 보이지 않았다’고 자신 있게 기록하고 있다는 점이다. 그러다가 나중에는 불가능한 날짜까지 마구 ‘일식이 있었다’라고 기록하고 있다. 그것은 이제는 하나도 신비하지 않고, 계산만 조금 해보면 알 수 있다는 자신감의 발로일 수 있지만 현실은 그렇지 않다.

그런 기록을 남겼기 때문에 해외의 고천문학자들이 당시의 천문관측 수준을 중국, 한국, 일본의 순서로 보게 하는 중요한 근거가 됐다. 우리에게 고대의 천문기록은 그 지역의 문화수준을 알려주고 연대를 추측하게 해주는 귀중한 자료인 것이다.

한상근 KAIST교수·수리과학