빛의 속도를 측정한 과학자들

● 서문 06

제1장 뢰머와 브래들리, 그리고 빛의 속도 011
제2장 라그랑주와 라플라스 – 태양계의 안성성과 성운설 039
제3장 허셜과 항성의 운동 067
제4장 소행성의 발견 095
제5장 베셀 – 별까지의 거리, 그리고 항성 행성의 발견 109
제6장 해왕성의 발견 129
제7장 혜성과 별똥별 153
제8장 조수에 대하여 185

빛은 별에서 우리의 눈으로 여행해 온다. 그런데 그것은 순간적으로 도달하는가, 아니면 도중에 머뭇거리며 오는가? 만약 빛이 느리게 온다면, 그것은 현재의 상태를 전해주는 것이 아니라, 아주 오래전에 그 여정을 시작했을 당시의 상황을 우리에게 알려주는 셈이 된다.

별은 1년 동안 일정한 주기로 미세한 진동 운동을 한 셈이었다. 인근의 다른 별들도 비슷한 변화를 보였으며, 이러한 현상은 ‘광행차(光行差, aberration)’, 즉 별이 실제 위치에서 약간 벗어나 보이는 현상이라 불리게 되었다.
브래들리는 이 관측 결과와 그와 유사한 여러 현상에 대해 오랫동안 깊이 고민했다. 그는 어떤 별들은 작은 원 궤도를 그리는 반면, 그로부터 떨어진 별들은 직선 형태로 진동하고, 또 다른 별들은 타원형의 궤적을 보인다는 사실을 발견했다. 이 현상의 원인이 밝혀지지 않는 한, 정확한 천문학은 불가능했다.
‘항성(恒星)’이라고 불렸던 별들이 사실은 전혀 ‘고정된’ 것이 아니었던 것이다. 이전에는 전혀 알 수 없었던 수준의 정밀한 관측이 가능해지자, 모든 별들이 마치 지구의 공전주기와 관련된 작은 궤도를 따라 움직이는 듯한 모습을 보였다.

먼저 살펴볼 것은 달의 칭동(稱動, libration)에 관한 연구다. 이 현상은 갈릴레이가 아르체트리에서 여생을 보내던 무렵, 실명하기 직전에 발견한 것이다. 잘 알려져 있듯이, 달은 지구 주위를 공전하면서 항상 같은 면을 우리에게 향하고 있다. 다시 말해, 달은 외부 천체들을 기준으로 보면 자전하고 있지만, 지구를 기준으로는 자전하지 않는 것처럼 보인다.