별이 움직이는 걸까, 지구가 도는 걸까?

태양은 동쪽에서 떠서 서쪽으로 지고, 별들도 밤새 하늘을 가로지릅니다. 누가 도는 걸까요 — 하늘일까요, 우리일까요?

아래는 북극점 위에서 본 지구와 서울 하늘입니다. 시각 슬라이더를 움직여 하루를 돌려 보세요 — 지구본의 도시들이 낮과 밤을 오가고, 하늘에는 별이 지나간 길이 그려집니다. 하루의 장면들을 찾아 하루 도감을 채워 보세요.

무엇을 봤나요?

하루 동안 하늘은 완전히 다른 얼굴을 보여줍니다:

• 새벽 — 동쪽 지평선이 밝아오고 태양이 얼굴을 내밉니다.
• 정오 — 태양이 남쪽 하늘 가장 높은 곳에. 지구본에서 서울은 태양을 정면으로 마주 봅니다.
• 저녁 — 태양이 서쪽으로 기울고 하늘이 물듭니다.
• 자정 — 별들이 남쪽 하늘을 가로질러 서쪽으로 흐릅니다.
• 그리고 북극성만은 밤새 움직이지 않습니다 — 모든 별이 그 주위를 돌 뿐이에요.

하늘이 도는 걸까, 우리가 도는 걸까?

놀이공원의 회전목마를 탄 적 있나요? 목마에 앉아 있으면 바깥 풍경이 빙글빙글 돌아가는 것처럼 보입니다. 하지만 도는 건 풍경이 아니라 나입니다.

하늘도 같습니다. 태양과 별이 동에서 서로 움직이는 것처럼 보이는 건, 지구가 그 반대로 자전하기 때문입니다. 지구본의 화살표를 보세요 — 북극점 위에서 보면 반시계 방향으로 돕니다. 동쪽 지평선에서 태양이 “떠오르는” 게 아니라, 우리가 태양 쪽으로 돌아가는 거예요.

재생 버튼을 눌러 하루를 통째로 돌려 보세요. 별들이 북극성을 중심으로 동심원을 그립니다 — 별의 하루길을 사진으로 찍으면 실제로 저런 원 궤적이 나옵니다.

시각은 지구의 회전 각도입니다

지구본을 다시 보세요. 서울이 태양을 정면으로 마주 볼 때가 정오 — 그때 서울의 “시각”은 지구가 자전축을 얼마나 돌렸는지와 같습니다. 한 시간 = 15° — 지구가 15°를 도는 데 한 시간 걸리는 겁니다.

그러니 시각이 도시마다 다를 수밖에 없습니다. 지구본에서 서울이 낮 쪽에 있을 때 뉴욕은 밤 쪽 — 지구는 둥그니까, 태양이 정면에 오는 순간이 도시마다 다릅니다. 이게 시차입니다. 시차는 약속이 아니라 지구가 돌고 있다는 증거예요.

그런데 왜 하루는 24시간일까?

옛 이집트 사람들은 낮을 12등분, 밤을 12등분으로 나눠 썼습니다 — 합쳐서 24. 그래서 하루는 24시간이 되었고, 그 버릇이 지금까지 남았습니다. 24는 2, 3, 4, 6, 8, 12로 나누기 쉬운 수라 시계에도 딱이었죠.

여기서 재미있는 비밀이 하나 있습니다. 별의 하루는 태양의 하루보다 조금 짧습니다 — 약 23시간 56분. 어제 밤 9시에 떴던 별은 오늘 밤 9시보다 약 4분 일찍, 8시 56분에 뜹니다.

왜 그럴까요? 지구는 자전하면서 동시에 태양 주위를 공전합니다. 지구가 한 바퀴 자전하는 사이 공전 궤도 위를 조금 앞으로 이동했으니, 태양을 다시 정면으로 보기까지는 조금 더 돌아야 합니다 — 그게 4분입니다. 반대로 별은 한 바퀴만 돌면 같은 자리에 보이니까 4분 일찍 돌아오는 거예요.

시뮬레이터의 “한 달 뒤” 표시를 켜 보세요 — 같은 시각인데 별들이 서쪽으로 이동해 있습니다. 하루 4분이 모여 한 달이면 2시간, 일 년이면 정확히 한 바퀴. 이게 지난 챕터에서 본 “계절마다 별자리가 바뀌는” 이유의 속사정입니다.

확인 퀴즈

오늘 밤 미션

맑은 밤이면 밖에 나가 보세요. 북쪽 하늘의 북극성을 찾고, 주위 별들이 북극성을 중심으로 돌고 있다는 걸 상상해 보세요 — 시뮬레이터의 궤적 그림처럼요. 그리고 내일 같은 시각, 같은 별이 조금 서쪽으로 옮겨져 있는지 확인해 보세요. 별의 하루는 우리 하루보다 4분 짧다는 걸, 여러분 눈으로 확인할 수 있습니다.