에라토스테네스는 어떻게 막대기 하나로 지구 둘레를 쟀을까

우주가 찬양한다 · 우주과학의 역사 1/12 · 기원전 3세기

내가 주의 손가락으로 만드신 주의 하늘과 주께서 베풀어 두신 달과 별들을 볼 때에

— 시 8:3

지구가 얼마나 큰지 어떻게 알아낼 수 있을까요? 인공위성도 없던 2,200년 전, 한 사서가 우물과 막대기만으로 이 질문에 답했습니다.

이야기 속으로: 에라토스테네스

기원전 3세기, 이집트 알렉산드리아 도서관의 관장이던 에라토스테네스는 이런 이야기를 들었습니다. 남쪽 도시 시에네(지금의 아스완)에서는 하지 날 정오에 깊은 우물 바닥까지 햇빛이 곧장 내리비친다는 것입니다. 해가 바로 머리 위에 있다는 뜻입니다.

그런데 같은 날 같은 시각, 알렉산드리아에서는 막대기가 짧은 그림자를 드리웠습니다. 에라토스테네스는 이 그림자 각도가 약 7.2도, 곧 원 한 바퀴(360도)의 50분의 1이라는 점에 주목했습니다. 두 도시가 지구 둘레의 50분의 1만큼 떨어져 있다는 뜻이 됩니다. 두 도시 사이의 거리를 약 5,000스타디아로 보고 50을 곱해 지구 둘레를 약 25만 스타디아로 계산했습니다.

1스타디온의 정확한 길이가 알려져 있지 않아 이 값이 실제(약 4만 km)와 얼마나 가까운지는 학자마다 평가가 다릅니다. 어떤 길이를 택하느냐에 따라 오차가 몇 퍼센트에서 십여 퍼센트 정도로 추정됩니다. 중요한 것은 정확도보다 방법입니다. 막대기, 그림자, 약간의 기하학만으로 지구 전체의 크기를 구했다는 사실이 놀랍습니다.

이것이 우주과학의 첫 번째 교훈입니다. 우리는 직접 가 볼 수 없는 곳의 크기도 눈앞의 현상을 정밀하게 관찰하고 논리적으로 따져 알 수 있습니다. 이 방법은 훗날 별까지의 거리, 은하의 크기, 우주의 나이를 재는 모든 방법의 뿌리가 됩니다.

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믿음의 눈으로 보면

성경은 사람에게 땅을 다스리고 탐구하는 이성을 주셨다고 말합니다(창 1:28). 그리고 하나님은 욥기 38장에서 땅의 기초와 척도를 누가 정했는지 물으시며 창조의 크기 앞에서 인간을 겸손하게 하십니다. 지구의 크기를 잰 이성은 대단하지만, 그 크기를 정하신 분 앞에서는 모두 작습니다. 이사야 40장도 하나님이 하늘과 땅과 바다를 손수 헤아리시는 분이라고 노래합니다.

생각해 볼 질문

오늘 우리가 당연하게 아는 것 중에, 에라토스테네스처럼 ‘직접 보지 않고도’ 알게 된 것은 무엇이 있을까요? 댓글로 생각을 나눠 주세요.

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