프톨레마이오스의 천문학

프톨레마이오스의 천문학 개념 알아보기

 

 

아리스토텔레스를 개승한 프톨레마이오스

프톨레마이오싀(90-168)는 당시까지 이루어진 모든 천문학 지식을 종합하여 자신만의 천문학 체계를 확립시킨 천문학자이다. 프톨레마이오스는 이집트의 알렉산드리아에서 평생을 살았으며 무세이온에서 연구를 진행했다. 하지만 그의 자세한 생애에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 중세의 화가들이 그린 프톨레마이오스의 모습을 보면 왕관을 쓰고 있는 경우가 있는데, 이는 그를 프톨레마이오스 왕과 혼동했기 때문이다. 천문학자 프톨레마이오스와 오랫동안 이집트 통치를 했던 프톨레마이오스 왕은 전혀 관련이 없는 별개의 인물이다. 프톨레마이오스는 아리스토텔레스와 마찬가지로 태양계 중심에 고정된 지구를 두는 전통적인 관념을 따랐으며 지구의 자전은 고려하지 않았다. 하지만 행성의 역행 운동과 밝기의 변화 같은 행성들의 불규칙성을 설명할 수 없었던 아리스토텔레스 천문학 체계를 보완하기 위해 주전원이라는 개념을 도입한 새로운 모델을 제시했다. 역행 운동이란 화성, 목성, 토성 등 외행성의 운행 궤도를 관측했을 때 드러나는 모습이다. 앞으로 진행하던 행성이 어느 순간 운행 속도가 줄면서 멈추는 것처럼 보인다. 이후 일정 기간 동안 뒤로 후퇴하는 것처럼 운행하다가 다시 앞으로 진행하는 현상을 말한다. 아리스토텔레스의 우주 구조에 따르면 천상계에서는 일정한 속도의 원운동만 가능하므로 역행 운동은 아리스토텔레스 체계를 위협하는 사례로 간주되었다. 프톨레마이오스는 이 역행 운동을 주전원에 도입하여 해결한 것이다. 이처럼 기존의 사고방식에 도전하는 것을 피하기 위한 방법을 간구하는 것도 그 시대를 살아가던 학자들의 임무 중 하나였다. 자신의 주장과 더불어 기존의 사고방식을 완전히 파괴하는 행위는 상당히 위험이 따랐기 때문이다. 그런 의미에서 프톨레마이오스가 문제를 해결하는 과정에서 의미를 찾을 수도 있다. 

 

 

새로운 천문학 체계를 담은 '수학 집대성'

프톨레마이오스의 주전원 그림을 보면 원래의 행성궤도에 덧붙여진 또 하나의 원 궤도 모양이다. 프톨레마이오스는 행성이 원래의 궤도에서 원운동을 하면서 동시에 주전원 위에서도 원운동을 한다고 설명했다. 따라서 행성의 최종 궤도는 그림처럼 전진과 후퇴 방향을 오가는 것처럼 보인다. 프톨레마이오스는 우주에서는 원운동만이 일어난다는 아리스토텔레스의 기본 원칙을 거르지 않으면서도 전진과 후퇴를 반복하는 역행 운동을 성공적으로 설명해 낸 것이다. 비록 지금 현대 과학이 밝혀낸 사실과 다른 면이 존재하지만, 기존의 생각에서 문제점을 발견하고 개선해 나가는 과정은 상당히 의미 있는 작업으로 볼 수 있다. 이러한 행위들이 모여 지금 현대 과학에서 믿고 있는 것들을 당연하게 받아들이게 되었다. 프톨레마이오스는 이와 같은 자신의 새로운 천문학 체계를 '수학 집대성'에서 자신의 새로운 천체 구조뿐 아니라 태양과 달, 행성의 운행 궤도 그리고 일식과 월식의 계산 방법 등을 다루고 있다. 또한 1천 개가 넘는 항성의 목록과 일곱 행성들의 움직임에 관한 계산표도 수록되어 있다. 여러 가지 정보를 담는 시도를 했다. 이로써 지구중심의 우주 구조가 완성되었다. 한편 '수학 집대성'은 이슬람 세계로 전해지면서 아랍어로 '최고로 위대한'이란 뜻을 가진 '알마게스트'로 번역되었을 정도로 높은 평가를 받았으며, 다시 유럽으로 전해져 코 패루 니코스가 등장할 때까지 서양 천문학을 지배했다. 여담으로 수학 집대성은 아랍을 거쳐 중국으로도 유입이 되었다. 한 때 마테오 리치가 중국에서 활동할 당시 해당 책을 갖고 들어가 전했다고 한다. 이렇게 동양까지 전파된 '수학 집대성'은 많은 영향력을 미쳤고, 그만큼 신뢰성이 두터웠던 책으로도 평가할 수 있을 것이다. 기존의 동양에서 바라보던 우주관과는 다른 시선으로 책을 저술했기에 당시 중국에서도 상당한 충격이 있었을 거라고 생각이 든다. 이렇듯 어떤 생각의 발전과 과학의 발전 뒤에는 수많은 사람의 집요한 탐구와 노력이 있었으며, 이것을 전달하려는 누군가와 받아들이는 사람 간의 활동이 과학의 꽃을 피워낸다고 생각한다. 우리나라도 이러한 개념을 일찍 받아들이고 개선시키는 노력이 있었다면 더 빠르게 발전이 있었을 것이라고 생각한다.