스크랩 달력의 과학-자연의 시간, 인간의 시간

[아니마민]

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::: 달력의 과학-자연의 시간, 인간의 시간 :::

인간은 자연변화의 규칙성을 측정해 시간을 기록했다. 해의 변화에 맞춘 시간 달의 변화에 맞춘 시간 강물의 범람에 맞춘 시간, 그리고 인간은 60초, 60분, 24시간, 일주일, 일순(10일) 등 자연의 시간을 쪼개어 인간의 시간을 만들었다. 자연의 시간과 인간의 시간이 만들어내는 조화와 갈등 달력에 담긴 역사를 과학으로 풀어보자.

1. 달력 만들기, 시간을 재는 요령

나침반이 없어도 피라미드의 네 모서리를 동서남북에 맞출 수 있다. 나뭇가지를 꺾어 만든 막대기 하나면 방위를 알아내고, 하루의 길이와 1년의 길이를 정확히 잴 수 있다.

수천년 전 고대인들이 만든 시간측정의 비법을 알아보자.

시간여행이 가능해서 우리가 고대 이집트에 간다면 지금의 지적인 능력을 발휘해 이집트에서 천재나 선지자로 행세할 수 있을까?

지금의 과학지식을 이용해 수레, 풍차, 펌프등 몇몇부분에서 신통력을 보여 줄 수 있겠지만 그것이 만만한 일만은 아니다. 특히 이집트인들에게 절대적으로 중요했던 달력에 관한한 더욱 그러하다.

(1) 시리우스별을 보고 1년을 측정

첨단과학기기를 쓰지 않고 고대의 상황에서 달력을 만들어 보자. 가장 먼저 우리는 낮과 밤을 구별할 수 있다. 그리고 시간이 지나면서 계절이 바뀌는 것도 알아차리게 된다. 조금만 주의를 기울이면 부정확하지만 대체적인 자연의 주기성을 알게 된다.

달력은 자연이 변화하는 정확한 주기를 알아내는 것이 가장 기본이다. 하루의 길이, 한달의 길이, 1년의 길이 등을 정확히 알아야 몇 백년이고 틀리지 않는 달력을 만들 수 있다. 그러나 정확한 주기를 측정하는 일은 쉬운 일이 아니다.

전체현상은 매우 뚜렷한 규칙성을 갖고 있어 이를 관측해 정확한 주기들을 구할 수 있다. 우선 고대 이집트인들처럼 시리우스가 해뜨기 직전에 보이는 때를 표시해 두었다가 계속 관측해서 똑같은 시간에 시리우수가 보이는 날이 있으면 그날이 일년째 되는 날이라는 것을 알 수 있다.

그런데 이렇게 시간을 측정하려면 먼저 시계가 있어야 하고, 시리우수가 떠오르는 때부터 태양이 뜨는 때까지 정확한 시간 간격을 알수 있어야 한다. 그러나 고대에 제작된 물시계나 모래시계로는 대충의 시간을 잴 수 있겠지만 정확한 측정이 불가능하다.

(2) 막대기 하나로 동서남북 알아내...

이러한 관측은 시기를 대략 아는 데는 별 문제가 없지만, 정확한 일년의 길이를 알아내고 달력을 만드는데는 아무래도 부정확하다. 고대인들이 쓸 수 있는 가장 쉽고 정확한 방법은 막대기(노몬, gnomon)를 이용해 해그림자를 측정하는 방법이다.

나일강의 범람은 이집트인들에게 씨뿌릴 시기를 알려줬다.

평평한 면 위에 노몬을 꽂고 해그림자 길이를 측정하면, 하루의 길이를 잴 수 있고, 동서남북의 방향을 정할 수 있다. 해그림자 주위에 적당한 크기의 원을 긋고, 오전과 오후 해그림자가 원에 일치하는 두곳을 정한다. 이두 점을 직선으로 연결하면 이 방향이 정동, 정서방향이다. 여기에 중학교에서 배운 선분을 수직이등분하는 작도법을 쓰면 정남, 정북 방향도 얻을 수 있다. 이집트의 피라미드는 네모서리가 정확히 동서남북방향에 일치한다고 하는데, 고대인들은 이러한 방법으로 정확한 방향을 정했다.

해그림자를 일년내내 측정하면 최소에서 최대까지 그림자가 규칙적으로 변하는 것을 알 수 있다.최고점은 동지점, 최저점은 하지점이된다.

정남의 방향이 정해지면, 다음날부터 계속 해가 정남에 위치할 때의 해그림자를 관측해 그림자길이를 날마다 표시한다. 하루의 길이를 정하는 방법은, 첫날 태양이 정남에 방향에 오는 때로부터 다음날 다시 정남에 오는 때까지의 시간을 측정하면 된다.

일년의 길이를 정하기 위해서는 계속해서 해그림자 길이의 변화를 측정해야 한다. 태양의 고도는 계절에 따라 달라지기 때문에 날마다 남중 때의 해그림자 길이가 변한다. 태양의 그림자가 가장 짧은 때가 하지, 가장 긴 때가 동지다. 이론적으로는 해그림자가 가장 짧은 두 날을 알아내면 이 사이의 시간간격이 일년이다. 그러나 일기불순 등으로 날마다 해그림자를 측정할 수 없기 때문에 정확한 일년의 길이를 측정하기 위해서는 수년을 두고 계속 관측해서 보완해야 한다.

(3) 황도 계산에 수십년 걸려

여기에 또 하나 고려해야 할 사항은 하지점의 태양 위치가 하지날 정오에 있지 않다는 점이다. 태양은 지구의 공전에 의해 황도상을 이동해가는데 황도상의 최고점이 하지점이다. 그런데 이 점은 지구 시간으로 정확히 정오가 되지 않는 것이다. 때문에 정확한 하지점의 위치를 측정하기 위해서는 정밀한 관측을 오랫동안 계속해서 완전한 태양의 궤도(황도)를 그릴 수 있어야 한다.

실선의 원은 천구의 적도, 점선은 황도를 나타낸다. 황도와 적도가 만나는 점이 춘분점이다. 지금은 춘분점이 물고기 자리 근처에 있다.

해그림자의 측정오차 또한 정확한 일년의 길이를 정하는데 피할 수 없는 방해요소다. 지면이 조금만 왜곡돼 있거나, 기울어 있으면 그림자의 길이가 달라져 버리기 때문이다. 측정면을 완전한 수평이 되게 하는 방법으로 고안된 것이 바로 측정면에 물을 채우는 것이다. 글자 그대로 수평(水平)을 맞추는 것이다. 해그림자 측정용지를 물에 띄워 정확한 수평면을 만들고 여기에서 그림자의 길이를 측정한다.

(4) 번지는 해그림자

또다른 방해요소는 태양이 한 점이 아니라 크기를 지닌 전체라는 점이다. 노몬의 그림자는 자세히 보면 그 끝의 윤곽이 정확히 나타나지 않고 부옇게 번져 있다. 이는 태양의 윗부분이 만드는 그림자와 가운데 부분, 아랫부분이 만드는 그림자가 서로 겹치기 때문이다.

이 때문에 조금이라도 더 선명한 그림자를 얻는 방법이 여러모로 고안됐다. 우리나라나 중국에서는 크기가 50여m나 되는 큰 노몬을 만들어 측정하고, 노몬의 끝에 세로 막대를 두어 정확도를 높이려 했다. 혹은 바늘구멍으로 태양을 통과시켜 태양의 윤곽을 정확히 측정해 정확도를 높이기도 했다. 해그림자 측정면에 바늘구멍을 뚫어 아래에서 노몬의 끝과 태양을 일직선으로 관측하면 정확한 그림자의 길이를 측정할 수 있다.

하루의 길이와 1년의 길이가 정해지면, 이를 기준으로 시간 간격을 나누어 달력을 만든다. 하루를 24등분한 것이 1시간이다. 하루 24등분법은 고대 이집트에서 시작됐다. 고대인은 밤과 낮을 각각 12등분했는데, 이것이 로마를 거쳐 전유럽에 퍼져 지금까지 쓰이고 있다. 또 1시간을 60등분해 1분으로 하고, 1분을 다시 60등분해 1초로 한다. 이러한 시간간격은 모두 하루를 등간격으로 나눈 것이다.

그런데 하루의 길이를 1달의 길이와 1년의 길이에 연장하면 문제가 생긴다. 1달과 1년의 길이는 정확히 하루 길이의 정수배가 되지 않기 때문이다. 때문에 역법의 문제는 바로 등간격의 시간을 정수배로 떨어지지않는 시간간격에 맞추려는 과정에서 생겨난 것이다. 윤초, 윤일, 윤월, 윤년등이 모두 이 때문에 생겨난 것이다.

일년의 길이를 재는 다양한 방법

▼ 태양의 일출위치가 날짜에 따라 달라지는 것을 측정하면 일년의 길이를 잴 수 있다.

동쪽 지평선에서 매일 해가 또오르는 위치를 살펴보면 그 위치가 변하고 있다는 것을 쉽게 알 수 있다. 가장 남쪽 방향을 기준으로 하면 해가 뜨는 위치는 매일 북쪽으로 조금씩 이동해 간다. 일정 기간이 흐르면 가장 부꽂까지 갔다가 다시 서서히 남쪽으로 그 위치가 변한다. 태양의 위치를 정확하게 관측하면 가장 남쪽에서 출발해 다시 가장 남쪽의 취체에 올 떼까지의 기간이 1년이 된다. 태양이 떠오르는 위치가 가장 남쪽에 있는 때가 동지이고, 정동쪽 방향인 경우가 춘분 또는 추분이고, 가장 북쪽에 위치한 때가 하지다. 기원전 2500년경 영국의 고대인들이 건설한 스톤헨지 유적은 이 원리를 이용한 구조물이다. 이 거석 구조물의 중심에서 해뜨는 위치를 관측해 계절 변화를 알아내고 또한 달의 위상변화와 연결해 달력을 만들었다. 고대인들은 스톤헨지에서의 관측을 통해 일식과 월식의 날짜도 예상할 수 있었다. ▼ 계절에 따른 태양의 고도 변화

▼ 하지날 스톤헨지 중앙의 관측자에게 보이는 일출장면

▼스톤헨지는 중앙 관측자의 위치에서 일년 중 특정일의 일출위치와 남중 위치를 표시하는 돌을 둘레에 세워놓았다. 천체운행을 정확히 반영한 일종의 달력이라 할수 있다.

2. 음력과 양력 어느 것이 더 과학적인가

시간을 나타내는 방법은 사람들 사이의 약속일 뿐이다. 그러나 그 약속은 자연의 변화와 어울려야 생활에 불편이 없고 오래 유지될 수 있다. 자연의 시간을 잘 표현한 달력이 좋은 달력이라 한다면 음력은 양력보다 좋은 달력이다. 양력과 음력의 이력서를 살펴보자.

달력을 만드는 역법의 1차적인 목적은 그것을 사용하는 사람들에게 정확한 시간과 날짜를 알려주는 것이다. 그런데 날짜가 정하는 방법은 크게 두가지로 나누어서 생각할 수 있다.하 나는 그것을 사용하는 사람들의 편의에 따라 임의로 약속을 정해 사용하는 방법이다. 예를 들어 당장 오늘은 2000년 1월 1일이라고 약속한 후 모든 사람들이 그것을 받아들이고 생활한다고 해도 아무런 문제가 되지 않는다. 심지어 일주일을 5일로 해도되고, 일년을 10달이나 20달로 정해도 상관없다.

그러나 이런 방법은 계절의 변화 등 자연세계의 모습과 잘 들어 맞지 않아 불편할 수 밖에 없다. 이 때문에 사람들은 오래 전부터 자연의 시간에 맞추어 날짜를 정하는 방법을 찾아냈다.

지구운동에 맞춘 자연의 시간

자연의 시간이란 정확히 말하자면 지구의 주기적인 운행에 따라 생기는 현상이다. 즉 1일은 지구가 스스로 한 바퀴 회전(자전)하는데 걸리는 시간이며, 1년은 지구가 태양주위를 한바퀴 회전(공전)하는데 걸리는 시간이다. 물론 달력을 처음 만들었던 사람들은 지구가 자전하거나 공전한다는 사실을 알지 못했다. 그러나 오늘날과 반대로 해가 하루에 한 바퀴씩 지구 주위를 돌고 있으며, 천구가 1년에 한 바퀴씩 회전한다고 생각해도 같은 결과를 얻을 수 있다.

우리가 알고 있는 음력이나 양력은 모두 기본적으로는 자연의 시간을 반영해 만들어진 달력이다. 그것은 음력과 양력 모두 1년의 길이를 365일 또는 366일 정도로 정한 것에서 쉽게 드러난다. 오늘날 1년의 길이는 약365.2422일로 알려져 있는데, 동서양을 막록하고 고대인들은 이미 기원전에 이와 근사한 값을 알고 있었으며, 그것으로 1년의 길이를 삼았던 것이다.    그러나 한달의 길이를 정하는 방법에 서는 음력과 양력이 커다란 차이를 보인다. 먼저 양력의 경우를 살펴보자. 양력은 해의 운행만을 고려하므로 자연의 시간에 따라 1달의 길이를 정한다면, 1달은 해가 황도 위를 한바퀴 도는데 걸리는 시간을 12로 나누어서 그것을 1달의 길이로 정하면 된다. 이를 수식으로 표시하면 다음과 같다. 즉1년의 길이를 365.25일이라고 한다면 1달은 365.25일/12=30.44일로 정하면 되는 것이다.

2월의 해가 가장 빨리 움직인다?

처음에는 이런 원칙이 대체로 지켜졌다. 따라서 큰달을 31일, 작은달은 30일로 정하여 그것을 교대로 배열했다. 그러나 시간이 지나면서 서양에서는 정치적인목적에 따라 이런 원칙이 무너지게 됐다. 시저와 아우그스투스는 자신의 생일달을 기념하기 위해7월과8월의 날짜를 임의로 늘려 버렸다. 그 결과 2월은 28일 또는 29일밖에 되지 않으며, 7월과8월은 연속해서 큰달로 배치됐다.

이를 해의 운행에 적용해 설명한다면, 1월달의 경우 해는 31일 동안 황도의 1/12만큼운행해야 되므로 비교적 천천히 움직여야 한다. 그리고 2월달이 되면 28일동안 똑 같은 거리를 운행 해야 되므로 상당히 빨리 움직여야 되는 것이다. 이런 모순으로 양력은 1달의 길이를 정함에 있어서 전체의 운행에 따른 자연의 시간을 제대로 반영하지 않았다는 것을 확인할 수 있다.

이에 비해 음력은 원칙을 보다 철저하게 지켰다. 1달의 길이를 정할 때 양력은 일년을 12로 나눈데 비해, 음력은 달의 주기를 기준으로 삼았다. 즉 음력에서는 달의 모양이 날짜가지나면서 초승달-상현달-보름달-하현달-그믐달로 바뀌는 것을 보고 그 주기 약29.53일을 1달의 길이로 정했다. 이에 따라 음력에서는 1달의 길이가 29일 또는30일이 되는 것이다.

결국 음력은 양력보다 전체의 운행을 보다 더 정확하게 반영하려고 했던 달력이라고 할 수 있을 것이다. 그리고 그 점은 다음과 같은 사실에서도 보다 분명하게 드러난다. 먼저 양력에서는 1년의 길이를 365.25일로 사용하고 있는데, 이 값은 앞에서 지적한 바와 같이 1년의 정확한 길이는 아니다. 그럼 에도 불구하고 양력에서는 계속해서 이 근사값을 사용했을 뿐이다.

천문학 발전에 따라 정확도 증가

그러나 음력에서는 보다 정확한 1년의 길이를 얻기 위해 끊임없이 노력했으며, 그 결과 얻어진 새로운 값은 곧바로 새로운 달력에 반영됐다. 과거동양에서 나타났던 몇 가지 대표적인 역법과 이에 쓰인 1년의 길이를 보여주는(표1)를 보면 이를 잘 알수 있다.

(표 1) 음력에서 사용한 1년의 길이

시대	달력이름	1년의 길이
춘추전국시대	사분력(四分曆)	365.2500
기원후 206년 유홍(劉洪)	건상력(乾象曆)	365.2462
463년 조충지(祖忠之)	대명력(大明曆)	365.2428
822년 서앙(徐昻)	선명력(宣明曆)	365.2446
1199년 양충보(楊忠輔)	통천력(統天曆)	365.2425
1281년 곽수경(郭守敬)	수시력(授時曆)	365.2425
1644년 탕약망(湯若望)	시헌력(時憲曆)	365.2422
현대값		365.2422

달력이 처음 만들어진 이후 지금까지 양력은 몇 차례 바뀌지 않았다. 그에 비해음력은 지속적으로 새로운 역법이 제시됐으며 그 종류는 지금까지 거의 1백여 가지에 달한다. 이것은 동양인들이 달력이란 항상 실제 천체운행의 모습을 직접적으로 반영해야 한다는 생각에 철저했기 때문이다. 동양에서는 천체운행에 관한 새로운 천문학적 지식이 얻어질 때마다 그 내용을 음력에 포함시켰던 것이다.

이런 태도는 음력의 24절기에 대한 표시에서 나타난다. 계절이 변하는 이유는 지구의 회전축이 기울어진 상태에서 공전하기 때문인데, 이런 현상을 달력에서는 춘분, 하지, 추분, 동지 등의 24개의 절기로 표시했다. 양력에서는 해의 운행을 가지고 날짜를 표시하기 때문에 우리는 그 날짜만 보아도 해의 위치를 어림잡을 수 있다. 그러므로 양력에는 따로 24절기를 표시할 필요가 없다.

그러나 음력에서는 계절의 변화와 관계 없는 달의 운행을 보고 날짜를 표시하기 때문에 음력 날짜만으로는 계절의 변화, 즉 해의 위치를 알 수 없다. 음력에서는 이런 문제를 해결하기 위해 처음부터 날짜와는 별도로 24절기를 따라 표시해 주었다.

▲ 세종때 만들어진 해시계 앙부일구.
반구 내부에 그려진 선은 각 절기별 해그림자가 지나는 길이다. 남북방향을 정확히 잡고 해시계의 그림자를 보면 그날의 절기와 현재 시각을 알수 있다.

처음에는 1년을 24등분해 24절기를 표시했다. 즉 1년의 길이가 365.25일이라고 가정하면, 24절기를 365.25/24 = 15.218일마다 하나씩 배치했던 것이다. 그러나6세기무렵 장자신(張子信)이라는 천문학자는 오랜 천문관측을 통해 해의 운행속도가 일정하지 않다는 사실을 발견했다. 즉 해의 운행속도는 겨울에는 평균값보다 조금 빠르고 여름에는 늦다는 것을 알아냈던 것이다. 이에 따라 24절기 사이의 간격도 항상 같은 것이 아니고 계절에 따라 조금씩 차이를 두어야 했으며, 이런 사실은 8세기경 일행(一行)이 만든 대연력(大衍曆)이라는 달력에 반영 됐다.

▲ 우리나라에서 만들어진 휴대용 새시계(위)와 돌에 만든 해시계(아래)

달의 운행속도가 일정하지 않다는 사실은 해의 경우보다 더 일찍발견됐다. 달의 운행속도가 일정하지 않다는 사실은 이미 기원전 전국시대부터 지적됐으며, 2세기 말 유홍(劉洪)이 만든 건상력(乾像曆)이라는 달력에 반영됐다.

윤달이 만드는 음력과 양력의 조화

계절은 태양의 남중고도가 변하면서 지면에 입사되는 태양의 복사에너지가 변하고, 낮의 길이가 변하면서 생긴다. 태양의 남중고도와 낮의 길이 변화는 태양이 황동상에서 어느 위치에 오느냐에 따라 결정된다. 따라서 계절변화는 태양의 운행이 1태양년 동안 주기적으로 변하는 현상이므로 달의 운행과는 전혀 관련이 없다. 그런데 음력에서는 달의 운행을 기준으로 날짜를 매기므로 양력과 음력을 조화시키기 위해서는 복잡한 절차가 필요하다.

1태양년의 길이가 12삭망월의 길이와 같다면 태음력은 가장 이상적이다. 그러나 1태양년의 길이는 12삭망월의 길이보다 10.9일 정도 길다. 따라서 약 3년이 지나면 음력이 한달정도차이가 나기 때문에 음력달과 계절은 현격한 차이가 나게 된다. 예를 들어 어느 해의 음력 2월 초에 있었던 춘분날 이약 10년이 지나면 6월로 옮겨지고, 34년정도 지나면 다시 2월로 되돌아 온다.  여름의 달인 음력 7월은 겨울이 되기도 하고 봄이 되기도 한다.

계절의 변화와 음력 달의 명칭이 일치하지 않는 불편을 없애기 위해 춘분을 항상 2월달에 오도록 하고, 추분은 8월달에 오도록 해야 한다. 이렇게 하려면 먼저 몇 태양연의 길이와 몇 삭망월의 윤달을 넣게되면 계절과 음력달의 명칭이 어느 정도 일치할 수 있다.

이 주기가 완전히 일치하는 경우는 없다. 태양년과 삭망월의 날짜수가 정수로 떨어지지 않기 때문이다. 그래서 근사값은 8태양년과 99(8년×12월+3윤월) 삭망월이다. 이는 8년 동안 3 삭망월을 윤달로 넣는 것이다. 두 번째근사값은 19태양년과235(19년×12월+7윤월을 두는 것이다. 그 길이를 비교하면 아래와 같다.

8태양년 = 365.24219일 × 8년 = 2921.9375일
99삭망월= 29.53059일 × 99달= 2923.5282일


19태양년= 365.24219일 × 19년= 6939.6017일
235삭망월= 29.53059일 ×235달= 6939.6822일

앞의 것을8년법(八年法)이라하며 8년동안3달의 윤달을 두며 1.6일 정도의 날짜가 차이가 생긴다. 반면에 뒤의 것을 19년법(十九年法)이라 하며 이는 19년 동안 윤달을 7달을 두면 거의 날짜 차이가 없게 된다. 고대 바빌로니아력에서는 기원전 6세기에 8년법을 쓰고, 기원전 4세기에는 19년법을 썼다. 중국에서는 기원전 6세기에 19년법을 써서 태음력에 계절을 맞추었다.

▲ 지구공전이 만들어 내는 계절변화 :양력은 지구의 공전을 기준으로 삼고 음력은 지구를 중심으로한 달의 공전을 기준으로 삼는다.

19태양년과 235삭망월의 길이가 같아지는 주기인 6940일을 동양에서는 장주기라 하는데 춘추시대에 발견됐으며, 서양에서는 메톤주기라 하는데 기원전 433년경에 아테네의 천문학자 메톤(Neton)에 의해 발견했다. 이 주기는 태음태양력이 계절에 일치되는 주기인 동시에 달의 삭망이 태양년에 복귀하는 주기이다. 우리나라에서 사용하는 음력은 19년법으로서 19태양년 동안 7삭망월의 윤달을 넣는다.

달력과 범죄-1분 차이로 형량 달라질 수 있어

매년 천문대에서 펴내는 역서에는 날짜뿐만 아니라. 매일 일어날 중요한 천문현상들이 총망라돼 있다. 여기에는 음력날짜, 일진, 월령, 일출일몰 시각, 남중시각, 낮의 길이, 월출월몰시각, 아침저녁의 박명시각 등 이 모두 들어 있다. 일상생활에서는 양력 날짜와 낮의 길이 정도만 필요하지만, 가끔 박명시각이나 월령등이 생활에 중요한 영향을 미치기도 한다.

어느 날의 박명시간이나 달의모습 때문에 법정에서 피고의 형량이 달라지고 희비가 엇갈리는 일이 벌어진다. 폭력행위 등 처벌에 관한 법률에는 야간에 일어난 범죄의 경우 가중처벌되는 조항이 있다. 폭행, 체포, 감금, 협박, 주거침입, 손괴, 공갈 등의 범죄는 야간에 일어난 경우 주간에 일어난 경우보다 피해자에게 심각한 손상을 일으킬 수 있다고 보고 더 엄중한 처벌을 하는 것이다.

또 야간에는 정당방위가 인정되는 범위가 넓어진다. 예를 들어 범인이 흉기로 위협하는 상황에서 이를 물리치기 위해 범인을 총으로 쏘아 죽였을 때, 과잉방위의 소지가 있지만, 야간에는 주간보다 공포나 불안이 더 커지므로 정당방위로 인정될 수 있다.

때문에 주간과 야간의 구분이 명확하지 않은 경계시각에 범죄가 생기면 1분 1초 차이로 형량이 달라질 수있다. 또 보름달이 떴을 때라면 범인의 얼굴을 알아볼 수 있기 때문에 야간이라 하더라도 정상참작 정도가 달라질 수 있다. 정확한 시간을 측정하고 알려주는 달력의 편찬은 우리가 의식하지 못하는 생활속에 중요한 의미를 띠고 있는 것이다.

오행성도 대접한 음력

동양의 음력에서는 해와 달의 운행에 관한 매우 정확한 내용을 직접 달력에 포함시켰다. 그런데 동양의 역법에서는 달력을 만드는 것과 직접적으로 관계가 없을 듯한 행성의 운행도 매우 중요한 역할을 했다.

역법이 달력만을 만들기 위한 것이라면 그 안에는 해와 달의 운행만을 고려하면 된다. 그럼에도 불구하고 동양의 역법에는 이미 기원전부터 오늘날 수성, 금성, 화성, 목성, 토성라고 부르는 진성(辰星), 태백(太白), 형혹(熒惑), 세성(歲星), 진성(鎭星)등 5개의 행성들의 운행에 대해서도 매우 자세하게 다루고 있다(천왕성, 명왕성, 해왕성 등 오늘날 알려져 있는 나머지 행성들은 비교적 최근에 발견됐기 때문에 동서양 모두 옛날에는 행성을 5개라고 생각했다).

이것은 동양에서 역법을 만들 때 단순히 달력만을 만들기 위한 것이 아니라, 실제 천체들의 모든 운행모습을 완전하게 표현하고자 했기 때문이다. 옛날 동양의 달력을 보면 해의 위치와 그에 따른 계절의 변화, 달의 위치와 모양, 각 행성들의 위치관계 등을 모두 기록했다는 것을 알 수 있다. 양력 달력을 통해서는 해의 위치와 계절만을 알 수 있는 것과 커다란 차이라 할 것이다.

양력은 해의 운행만을 고려하고 그 밖의 세부적인 모습은 사람들의 편의에 따라 임의적으로 날짜를 정한 달력이지만, 음력은 항상 천체들의 실제 모습을 정확하게 나타내주는 달력이었던 것이다. 만약 음력과 양력 중 어느 것이 더 과학적인 것인가하고 묻는다면, 실제 천체들의 모습과 그에 따른 자연의 시간을 더 많이, 그리고 더 정확하게 보여주는 음력이 더 과학적이라고 할 것이다.

▲ 천체운동으로 측정할수 있는 다양한 1년주기
1항성년(노란색) : 기준항성이 남중하는 것을 기점으로 다시 남중하는 주기. 365.2524일
1회귀년(파란색) : 춘분점에서 춘분점까지 태양의 위치가 순환하는 주기. 365.2422일
1근정년(빨간색) : 근일점에서 근일점까지의 주기. 365.2596일

▲ 점토판에 새겨진 고대 마야인들의 달력

▲ 조선시대에 사용된 전통역서. 위로부터 대통력, 시헌력,만세력, 천세력.

3. 역사속에서 사라진 날짜들

글주인 : 이용복(서울대학교교수, 지구과학과)

왜 2월은 28일이고 8월은 31일인가? 자신의 생일이 있는 달을 하루씩 늘렸던 로마 황제들의 고집. 부활절을 맞추려고 날짜를 건너뛰어 존재하지 않는 날짜들도 있다. 우리와 다른 세계의 달력과, 미래의 달력 화성력을 통해 달력의 연대기를 추적해보자.

현재 우리가 쓰는 태양력의 기원은 고대 이집트까지 거슬러 올라갈 수 있지만. 태양력이 구체화되기 시작한 것은 고대 로마 시대부터다. 고대 서양에서는 한해가 시작하는 날을 춘분날로 정했다. 때문에 춘분이 들어있는 달을 1월로 정했다. 반면 중국의 경우는 동지날을 기준으로 해 동지가 들어있는 달을 한 해의 시작으로 했다.

고대 로마시대 초기의 로물루스 시대에는 춘분일을 일년의 시작으로 하고 일년을 10개월로 했다. 또한 일년의 길이는 3백4일로 하는 기이한 달력을 사용했다. 그 뒤를 이어 로마 황제가 된 누마품페이우스는 기원전 710년경에 2개월을 추가해 1년을 12개월로 하고, 길이를 3백 55일로 하는 누마(Numa)력으로 개력했다. 그러나 이 달력은 여전히 1태양전의 실제 길이와 11일 정도 차이가 나 사용하는데 많은 문제점이 있었다.

하루의기점은 언제?

오늘날에는 자정에서 자정까지를 하루로 정해 하루의 기점을 자정으로 정하고 있다. 그러나 하루긔 기점을 어디로 정하는가는 새대와 민족에따라 달랐다. 고대 이집트에서는 새벽동틀때를,앗시리아,바비로니아,근대그리스민족은 해뜰때를 기점으로 했다. 동이 트는 박명시각을 기점으로 하면 일출시각과 크게는 약 2시간이나 차이가 날 수 있다. 또 아테네에서는 해질때를, 아라비아에서는 정오를, 유대, 고대 그리스, 이탈리아에서는 해질녘을 하루의 기점으로 정하기도 했다. 지금도 이슬람 민족은 해질 녘을 하루의 시작으로 한다.
유럽에서는 기계시계가 발달하기전 14세기까지 하루의 시작을 새벽으로 했다. 그 후 자정으로 변해 오늘날까지 이어져 오고 잇다. 현대천문학에서도 1924년까지 하루의 시작을 정오로 했지만 지금은 자정으로 정해쓰고 있다.

일주일은 어떻게 정해졌나?

고대의 바빌로니아인들은 행성에 신이 살면서 우리 인간 세계를 지배한다고 믿었다. 이 신들은 이 세상에 전쟁과 질병을 일으키고, 가뭄과 기근, 지진과 홍수를 일으키고, 행성들은 인간 개개인의 운명을 결정한다고 생각됐다. 또 천체들은 신성불가침의 곳으로 인식됐기 때문에 5개의 행성에 태양과 달까지 합한 7이라는 숫자는 매우 신성시됐다. 7개의 천체는 우주의 시간과 공간을 지배하며, 각각의 주관하는 날자를 지배한다고 믿었다.
천체들은 제 1일부터 제 7일까지 순서대로 토성의 날(토요일), 태양의 날(일요일), 달의날(월요일), 화성의 날(화요일), 수성의 날(수요일), 목성의 날(목요일), 금성의 날(금요일)을 지배해?. 이러한 고대 바빌로니아의 믿음이 후에 그리스도교에 계승됐고 현대까지 이어져 1주일의 순서로 고정됐다.

(1) 시저의 생일은 7월에

그 뒤 율리우스 시저의 집권시대인 기원전46년에는 알렉산드리아의 천문학자인 소시게네스의 조언으로 1년을 365일로 하는 새 달력을 만들었다. 이 달력에서는 오늘날과 같이 한달의 길이를 31일과 30일을 번갈아 넣었다. 달의 크기는 원칙적으로 홀수인 달은 31일로하고, 짝수 달은 30일로 정했다.

그런데 평년을 365일로 하기 위해 2월에서 하루를 떼어낸 29일로 하고, 윤년인 경우는 2월을 30일로 했다. 춘분날은 누마왕 때와 마찬 가지로 3월 23일로 정했다. 태양력의 1년의 길이는 365.25일로 매 4년마다 윤년을 두었다. 이것을 율리우스력(Jaulius calendar)라 한다.

율리우스가 개력을 할 때 계졀과 달력의 날짜가 이미 3개월이나 차이가 나 있었다. 그래서 율리우스는 23일짜리 윤달과 67일짜리 윤달을 끼워넣어 계절을 맞추었다. 때문에 기원전 46년은 실제로 445일이나 되는 긴 해였다. 율리우스는 개력 이후부터 달력을 계절에 맞추기 위해 기존의 1월을 3월로 하고 그 앞에 새로 두달을 넣었다. 이에따라 모든 달이 두 달씩 미뤄져 당시에 5월을 의미하는 퀸틸리스(Quintilis)가 7월이 됐다.

율리우스는 생일이 7월이었는데, 그는 자신의 권위를 세우기 위해 7월달의 본래 명칭인 퀸틸리스(Quintilis)를 자신위 생일달의 의미를 가진 율리(July)로 개칭했다. 따라서 7월(July)이 영어 명칭은 율리우스의 생일달이라는 의미인 셈이다.

▲ 중세에 사용된 천문달력 : 양별자리의 위치에 따라 달과 날짜가 표시되어 있다.

(2) 역사에 잊혀진 네로의 달

율리우스가 브루투스에게 시해된 후 로마 황제로 등극한 이가아우구스투스 황제이다. 그도 율리우스를 본 받아 달력에 이름을 남기려고 했다. 그는 트라키아와 아크림 전투에서 승리를 거둔 것을 기념하기 위해 8월달의 본래 명칭을 바꾸었다. 그의 생일은 8월이었는데, 아우구스투스가 8월의 명칭을 바꾼 것은 자신의 생일달을 기념하려는 의미도 있었다. 그는 이달의 본래 명칭인 섹스틸리스(Sextilis, 제6번째 달이는 의미)를 아우구스투스(Augustus)라고 바꾸었다.

▲ 중세 서양에서 사용된 휴대용 해시계(위). 17세기 이탈리아에서 제작된 천체관측의(아래). : 천체의 위치를 측정하는데 쓰였다.

더욱이 황제인 자신의 달이 다른 달보다 작은면 황제로서의 권위가 서지 않는다면서 2월에서 하루를 떼어와 31일의 큰 달로 변경했다. 그러자 1월에서 7월까지는 홀수인 달이 큰달이 되고, 7월과 8월이 연속해서 큰달이 됐다. 그리고 8월부터 12월까지는 짝수 달이 큰 달이 됐다.

이 때문에 2월달이 다른 달에 비해 유난히 작아져 버렸다. 양력은 태양의 운행에 따라 1년의 길이를 정했지만, 달의 길이는 임의대로 정했졌던 것이다.

그 후, 악명이 높던 네로 황제는 이들을 본따 4월을 자신의 달인 네로네우스(Neroneus) 로 고쳤지만, 네로 황제의 사후에 다시 본래의 명칭으로 되돌아 왔다.

율리우스력에서 채택한 1년의 길이는 실제의 1년 길이인 365.2422일에 비해 0.0078일이 길다. 이는 약 11분 14초에 해당한다. 따라서 1백28년이 지날 때마다 태양년의 길이가 하루씩 더 길어지게 된다. 이 때문에 춘분날이 1백 28년마다 하루씩 앞당겨지게(춘분점의 위치는 황도와 적도가 만나는 점에서 생기며, 긴 시간에 대해 어느정도 일정한 위치를 가진다. 그러나 태양력(365.25일)에 의한 1년은 1백 28년이 지나면 회ㅟ점이 1일씩 춘분점을 니나치게 된다.)돼 로마 교황 그레고리 13세 때는 큰 문제점으로 지적됐다. 1582년에 춘분날은 3월 11일로 본래의 위치에서 이미 10일이나 크게 앞당겨져 있었고 이는 종교적으로 큰 문제였다.

▲ 성당의 외벽에 설치한 천문시계. : 태양의 위치와 달의 위치를 보고 계절과 날짜를 알 수 있다.

당시 유럽의 모든 국가는 그리스도교를 국교로 삼고 있었다. 그리스도교의 종교적 행사 중에서도 특히 중요한 날은 부활절이었다. 부활절은 춘분날 후 첫 번째 오는 보름을 지나 첫 번째 일요일날로 정해졌다. 만일 첫 번째 오는 보름날과 일요일이 겹쳐지면 다음 주 일요일을 부활절로 지킨다. 때문에 달력의 오차로 춘분이 앞당겨지면 부활절도 앞당겨지게 됐던 것이다.
그레고리 13세는 이를 본래 지키던 부활절로 되돌려 놓기 위해서 개력을 단행했다. 새로운 달력에서는 우선 1태양년의 길이가 실제와 거의 같도록 윤년의 횟수를 조정했다. 서기 연도가 4로 나누어지는 해를 윤년으로 정하고, 동시에 100으로 나누어지는 해는 평년으로, 다시 400으로 나누어지는 해는 윤년으로 정했다. 예를 들어 서기 1900년은 평년이고, 서기 2000년은 윤년이 되는 셈이다. 이런 원리로 400년간 윤년을 1백회두던 규칙을 97회 두는 것으로 고쳤다. 이렇게 하면 1태양년의 길이가 365.2425일이 돼 실제의 길이인 365.2424일과 거의 유사한 값이 된다.

▲ 1700년대 후반에 만들어진 천문시계. : 태엽으로 작동되며 천체들의 운동을 보여준다.

다시 춘분날의 위치를 부활절 제정 당시의 날짜인 3월 21일로 되돌려 놓기 위해 1582년 10월 4일 목요일의 다음날을 1582년 10월 15일 금요일로 변경했다. 따라서 1583년부터는 춘분날이 3월 21일로 밀려나게 됐다. 하지만 1582년 10월 5일부터 14일까지의 날짜는 존재하지 않는 날이 됐다. 이 때 날짜는 열흘을 건너 뛰었지만 요일은 그대로 이어졌다. 이를 그레고릭력이라 하는데, 오늘날 우리가 사용하는 양력이 이것이다.

그레고리 13세는 교황의 직권으로 개력을 단행했지만 서구 유럽의 모든 나라가 개력과 동시에 이 달력을 채택한 것은 아니었다. 개력 직후에 지중해의 이탈리아와 서편연안 국가에서는 즉시 채택했지만, 독일과 네덜란드의 신교국과 덴마크는 1700년경에야 사용하기 시작했다. 영국은 뒤늦게 1752년부터 사용하기 시작했다. 러시아는 1917년 러시아혁명기까지 율리우스력을 계속 사용해왔는데, 이 때문에 부활절은 13일이나 차이가 났다. 러시아는 결국 혁명후인 1918년 2월 13일을 끊어버리고 새역법에 따랐다.

우리나라에서는 1895년 음력 9월 9일에 내린 고종황제의 조칙에 의해 그 해의 음력 11월 17일을 1896년 1월 1일로 해 그레고리력을 사용하기 시작했다. 우리나라에서 처음으로 양력이 쓰인 것이다. 이 해에 양력을 사용하는 것을 기념하기 위해 연호를 건양원년(建陽元年)이라 했다.

::: 달력의 과학-자연의 시간, 인간의 시간 :::

4. 세계의 달력

1. 고대 이집트력

고대 이집트인은 1년을 주기로 정확하게 반복되는 나일강의 범람을 관찰해 달력을 만들었다. 이들은 1년을 3개 계절로 나눠, 강의 바람, 퇴적, 농작물 수확의 세 시기를 구분했다. 각 계절은 음력으로 각각4삭망월에 해당된다.

▲ 태양의 운동을 설명하는 고대 이집트의 그림(위). 목성에 대한 관측기록을 담고 있는 고대 바빌로니아(B.C500년)의 점토판(아래)

이집트력에는 시리우별의 주기적인 출현이 1년의 시작을 알리는 지표가 됐다. 태양의 위치가 시리우스의 방향과 일치하면, 해뜨기 직전에 시리우스가 동쪽하늘에 보이게 된다. 나일강은 시리우스의 출현과 함께 범람하게 되는데, 이집트인은 이 때를 1년의 시작으로 삼았던 것이다. 벌람이 반복되는 주기는 정확히 1태양년의 주기와 일치한다.

고대이집트력은 한달을 30일로두고, 10일주기를 사용해 한달이 3주기로 구성됐다. 또 각 달을 구분하기 위해 35개의 별자리나 별집단을 정하고 이들을 대략 10일씩 대응시키는 달력을 썼다.

2. 마야력

마야인은 서로 다른 몇가지 방법으로 날짜를 헤아렸다. 1년을3백60일로 정하고 날짜마다 일련번호를 정해 사용했는가 하면, 1년이3백65일인 오늘알의 양력과 거의 같은 달력도 있었다. 이 달력에서는 한달의 길이를 20일로 하고 1년을 18개월로 했다. 그리고 여기에5일을 추가해 3벽65일을 채우는 방법을 택햇다. 또 종교적 행사를 위한 종교력이 있었다.종교력은 1년이 2백60일로 돼 있고, 각 날짜마다 의미를 부여해 날짜를 명명했다. 1일에서 제13일까지는 숫자상으로는 같은 날이지만 이름은 20개의 각기다른 의미를 지닌 이름중에세 하나를 택해 붙였다.

마아력은 태양과 달의 운행을 고려하고, 여기에 행성의 공전주기와 회합주기(지구와 행성이 나란히 정렬하는 주기), 특히 금성의 공전주기와 회합주기를 고려한 특징이 있다. 금성의 회합주기는 5백84일인데,이의 65배는 종교력 1년2백60일의 1백46배수와 일치한다.

3. 이슬람력

이슬랍 교도는 하루에 여섯번 성지 메카를 향해 기도하고, 금식주간인 라마단의 달에는 일출부터 일몰까지는 단식하는 매우 특별한 계율을 지킨다. 그런데 이들이 쓰는 달력 또한 특이해서 이 교도인은 그들의 나이를 잘못 계산하는일이 흔하다.

이슬람력은 숫수 태음역으로1년이 354일이다. 홀수달은 30일, 짝수달은 29일로 돼 있다. 1년의 길이가 하루긴 윤년을 30년 동안 11회 두는데 윤년에는 1년의 길이가 355일이다. 윤년에는 연말에 하루를 첨가한다. 윤년을 두는 규칙은 30년 주지중제2, 5, 7, 10, 13, 16, 18, 21, 24, 26, 29년에 윤년을 둔다.

▲ 1800년대에 사용된 이슬람 달력. 윗부분에 달, 주 등이 표시되고, 일출, 일몰, 기도시간 등이 아랫부분에 표시되어 있다.

이슬람력의 1년은 그레고리력에 비해 11일이 짧으므로, 태양년보다 11일이나 빨리 다음해가온다. 때무에 단식 주간인 라마단의 달은 3년에 약1개월씩 빨라진다. 일저한 계절에 맞이 않으므로 단식주간이 여름이 되기도 하고 겨울이 되기도 한다.

그런데 1년에 11일의 차이는 매우 커 33년이 지나면 약 1년이 된다. 이 때무에 나이를 말할 때 우리의 나이계사과 차이가 나 혼란이 발생한다. 자신을 33세로 소개하는 이슬람교도는 우리나이로 32세이며, 66세는 우리나이로 64세에 해당된다.

4. 미얀마력

순수 태음력인 미야마력의 1년 길이는 354일로 홀수달은 30일, 짝수달은 29일이다. 미dis마력에서는 한 해의 시작을 4월 초하루로 한다. 1개월의 전반부는 하얀달, 후반부는 검은달이라 부르는데, 하얀달의 제8일과 15일, 검은달의 제 8일과 14일 또는 15일(큰달)이 휴일이다.
이 달력도 달의 운행만을 위주로 하므로 계절의 변화와 차이가 발생하는 것은 당연하다. 때문에 19년에 7개의 윤달을 넣어 계절의 변화에 맞추고 있다. 대신 윤달이 들어가 해는 1녕이 13개월 384일이 된다.

5. 프랑스 혁명력

1789년 프랑스혁명으로 공화국이 성립하자, 이때까지 그레고리력에 기초한 1년 36일, 1개월 30일, 1주일제등이 폐지됐다. 혁명력에서는 한달을 10일씩 3번 나누고, 1일을 10시간, 1시간 1백분, 1분을 1백초로 하는 철저한 10진법을 적용했다. 1개월을 30일로 했기 때문에 360일을 제하고 남는 5일은 공화력의 윤일, 즉 노동일, 언론일등 국가적인 휴일로 삼았다. 날짜는 자정에 시작하고 한해의 시작은 춘분날이었다.

그러나 이 공화력은 1806년 나폴레옹이 황제가된 후, 그레고리력으로 다시 바뀌었다. 공화력은 꼭 14년동안 사용됐다.

6. 미래의 달력 화성력

현재 우리가 쓰는 달력은 한달의 길이가 28일부터 31일까지 이유없이 불규칙하다. 그리고 7, 8월은 연이어 31일이 계속되고, 2월은 28일이다. 역일과 요일이 달라 매번 날짜와 요일이 달리 매겨지기 때문에 날짜만 보아서는 요일을 알 수 없다.

인간이 화성에 이주하게 될 미래에는 이러한 불편함을 제거한 획기적인 역법을 쓰게 될 것으로 보인다. 지금의 달력을 가지고 화성게 가게 되면 매우 혼란스런 상황을 맞게 된다. 한밤중에도 시계는 새벽을 가리키고 어떤 때는 정오를 가리킨다. 그리고 지구의 여름에 해당되는 7, 8월이 화성에서는 겨울이 되기도 한다.
화성은 지구와 자전과 공전속도가 달라 시간단위인 초, 분, 시간, 일, 월, 년이 지구와 완전히 달라진다. 화성의 1년(공전주기, 회기년)은 거의 지구의 2년에 해당하는 6백87일이다. 하루의 길이도 지구에서보다 조금 길다. 화성의 자전주기는 24.6229시간으로 지구의 23.9345시간보다 길다.

미국의 천문학자인 토머스 강게일은 화　ㅇ에서 쓰일 미래의 달력을 고안했다. 다리안달력이라 불리는 화성달력은 매달이 28일이고 1년이 24개월로 이루어져 있다. 이 달력의 기원년은 바이킹 1호가 화성에 최초로 착륙한 1976년의 7월 20일로 정했다. 이 날은 화성력으로 0년 제 8월 첫째 토요일이다. 이 때의 토요일은 화성력에서의 토요일이다.

화성력에서 요일은 일요일(태양의 날), 월요일(달의 날, 이때의 달은 화성의 위성 포보스를 가리킴), 지요일(지구의 날), 수요일(수성의 날), 목요일(목성의 날), 금요일(금성의 날), 토요일(토성의 날)로 이루어져 있다.
화성달력의 핵심은 날짜만 보면 요일을 알 수 있도록 요일이 규칙적이라는 점이다. 화성에서는 "다음달 15일은 무슨 요일이지?"하는 질문이 나오지 않는다. 화성의 한달은 정확히 28일이고 이는 7로 나누어 떨어진다. 때문에 각 달의 첫 번째날을 일요일로 정하면, 마지막 날은 항상 토요일이고 매월 3일은 항상 수요일이다.

화성의 자전속도가 지구와 다르기 때문에 지구에서 사용하는 시간단위 또한 화성에서는 맞지 않는다. 화성의 1초는 지구의 1초보다 11.2%적다. 그래서 지구의 1백초가 화성의 1분에 해당된다. 1백분은 화성의 한 시간에 해당된다. 화성에서는 지구달력으로 2년에 한 번 생일이 돌아온다. 그리고 크리스마스도 한여름에 맞이한다.