천문대의 정의와 변천사

천문대의 정의와 변천사

1. 천문대의 정의

천문대(天文臺, Astronomical Observatory)는 천문학이 발달되지 않았던 옛날에는 소규모의 각도를 재는 기구를 가지고, 천문가가 혼자서 천체관측을 하는 곳도 천문대라 하였으나, 현재는 천체관측을 위한 각종 큰 망원경과 부속되는 기계설비를 비롯한 사진·광전·분광장치·컴퓨터·실험기구·성도(星圖)·성표(星表) 등 연구에 필요한 도서와 자료를 갖추고, 조직적으로 천체현상을 관측 및 연구하는 시설을 말한다.

천문대는 소속 또는 구성에 따라 국가적인 역할을 지니는 중앙천문대, 대학에 부속된 천문대, 재단 또는 개인이 설립한 천문대로 크게 나눌 수 있다. 그리니치·워싱턴 해군·도쿄·파리 등의 천문대는 역사적으로는 항해를 위한 별의 위치 측정과 역서(曆書) 편찬, 시각 측정 등 국가의 요청에 부응해서 설립된 중앙천문대적인 성격을 지니고 있다. 한국의 국립천문대도 이 부류에 속한다. 대학에 부속된 천문대는 연구적인 관측을 주요 업무로 하는 곳이며, 하버드·케임브리지 천문대 등이 이에 속한다.

재단이나 개인이 설립한 것으로는 릭천문대·여키스천문대·윌슨산천문대 등으로  미국에 많다. 이러한 천문대도 세월이 흐름에 따라 성격이 바뀌게 되는 일도 있다. 연구내용에서 보면, 상당히 광범위한 분야를 관측 연구하는 천문대 외에, 근년에는 위도관측소·전파관측소·코로나관측소 등 연구내용을 좁힌 천문대도 많아졌다.

2. 천문대의 변천

(가) 메소포타미아문명 바빌론의 지구라트 (Ziggurat)

하늘에 있는 신(神)들과 지상을 연결시키기 위한 것이었다. 성탑(聖塔) 또는 단탑(段塔)이라고도 한다. 수메르시대 초기에 신전(神殿)의 기단(基壇)에서 발달하였는데, 그 전형적인 형식은 점점 작아지는 사각형의 테라스를 겹쳐 기단으로 하고(때로는 7층에 이른다), 그 최상부에 직사각형 신전을 안치하였다. 벽돌을 쌓아 평면이 사각형 또는 직사각형의 단(段)을 3∼5장 겹치고, 최상단에서 다시 계단으로 오르는 사당(祠堂)이 설치되어 있다. 원래는 각 도시에 있었으나, 거의가 무너져버려 원형을 간직하지 못하고 있다. 오늘날까지 가장 잘 보존되어 있는 것은 우르의 지구라트인데, 밑변이 62.5×43 m이다. 우르 제1왕조의 것을 우르 제3왕조의 우르남과 슈르기가 수복(修復)한 것이다. 구약성서에 나오는 ‘바벨탑’은 바빌론의 지구라트를 가리키는 것이다. 바빌로니아에서는 점성술사들과 성직자들이 이곳의 탑의 꼭대기에서 태양ㆍ달ㆍ행성들의 운동을 관측했다.

(나) 마야문명의 치첸이트사 (Chichen-Itza)

치첸이트사(Chichen-Itza)의 선(先) 스페인 도시는 유카탄(Yucatan) 반도의 가장 위대했던 마야(Maya) 문명의 중심지 중 하나였다. 거의 1000년 가까운 역사를 통틀어 서로 다른 사람들이 이 도시에 그들의 흔적을 남겼다. 세계관과 우주관에 대한 마야-톨텍(Maya-Toltec)인의 통찰력이 석조 건축물과 예술 작품에 드러나 있다. 마야 건축 기술과 중부 멕시코에서 유입된 새로운 기법들이 서로 융합된 치첸이트사의 유적들은 유카탄의 마야-톨텍 문명의 가장 중요한 사례 중 하나가 된 것이다. 이곳에는 전사의 신전, 엘 카스티요(El Castillo), 엘 카라콜(El Caracol)로 알려진 나선형 관측소 등 여러 건축물들이 남아 있다.

엘 카라콜(El Caracol)은 남쪽에 위치한 천문대로 정상에 둥근 탑이 있는 건물로, 이곳에 뚫린 찬을 통해 하늘을 관찰했다고 한다. 치첸이트사릐 북쪽에 위치한 엘 카스티요(El Castillo)는 마야의 우주론을 상징하는 천문대 유적으로 9층의 계단식 건물에 높이가 24m이다. 정상에 있는 ‘쿠쿨칸 신전’을 향하여 45도 각도로 지어졌다. 엘 카스티요에는 동서남북으로 4면에 각각 91개의 돌계단이 있으며, 돌계단의 숫자를 모두 합하면 364이고 여기에 정상의 쿠쿨칸 신전 제단까지 합하면 365가 된다고한다. 그리고 9층으로 이루어진 동서남북의 큰 돌계단을 모두 합하면 36개인데 이것을 둘로 나누면 18개가되며, 이것은 마야력에서 볼 수 있는 1년이 18개월인 것과도 일치한다. 엘 카스티요를 보면 마야인들의 수학과 천문학 지식이 얼마나 뛰어났는지 알 수 있다.

(다) 인도의 자이푸르 잔타르 만타르 (Jantar Mantar, Jaipur)

번왕국(藩王國)의 마하라자이자 수학자·천문학자였던 자이싱 2세(Jai Singh II)가 새로운 수도인 자하푸르에 세운 석조 천문 관측소로, 2010년 유네스코 (국제연합교육과학문화기구)에 의해 세계문화유산으로 등재되었다.

잔타르 만타르(Jantar Mantar)는 산스크리트어(語)로 ‘마법의 장치(Magical Device)’라는 의미이다. 자이싱 2세는 과학자들을 외국에 보내 잔타르 만타르를 짓기 위한 연구를 수행하게 하였고 이후 델리, 우자인, 바라나시, 마투라, 자이푸르에 잔타르 만타르를 세웠다. 그중 가장 규모가 큰 자이푸르의 잔타르 만타르는 1940년대까지도 천문대로 이용되었다. 1948년 국가기념물로 지정되었다.

이곳에 있는 20개의 주요 천문 계기는 건축물처럼 땅에 고정하여 설치하였으며 맨눈으로 천문학적 위치를 관찰할 수 있게 설계하였다. 이 계기들을 사용해 시각을 계산하고, 천체 높이, 일식·월식, 행성의 기울기를 예측·계산하거나 별자리, 행성들의 위치를 보는 등 다양한 천체 관측과 연구가 가능하다. 지역에서 나는 석재와 대리석로 계기들을 제작했으며 가장 큰 계기인 삼라트 얀트라(Samrat Yantra)의 경우 높이가 27m에 이른다. 인도에서 가장 중요하고 포괄적이며 가장 잘 보존된 유서 깊은 천문 관측소이며, 무굴제국 말기에 학문적 소양이 깊은 군주의 궁정이 보유했던 천문학적 기술과 우주철학적 개념을 잘 보여준다.