The Sun’s surprising movement across the sky - Gordon Williamson

번역: 종걸 한 검토: Minjeong Shin

Suppose you placed a camera at a fixed position,

카메라를 한 곳에 고정시켜 놓고

took a picture of the sky

한 해동안 매일 같은 시간에

at the same time everyday for an entire year

하늘의 사진을 찍어놓고

and overlayed all of the photos on top of each other.

찍힌 사진들 모두를 하나로 겹쳐놓는다고 가정해보십시오.

What would the sun look like in that combined image?

합쳐진 사진에서 태양은 어떻게 보일 것 같습니까?

A stationary dot?

고정된 하나의 점?

A circular path?

아니면 원형의 궤적을 그리고 있을까요?

Neither.

둘 다 아닙니다.

Oddly enough, it makes this figure eight pattern,

특이하게도, 숫자 8 모양의 형태를 나타냅니다,

known as the Sun's analemma,

태양의 아날렘마라고 불리는 현상이죠,

but why?

이런 현상은 왜 나타날까요?

The Earth's movement creates a few cycles.

지구의 움직임에는 몇 개의 순환 주기가 있습니다.

First of all, it rotates on its axis about once every 24 hours,

첫째, 지구는 축에 따라 24시간 마다 자전을 하고,

producing sunrises and sunsets.

이는 일출과 일몰을 만들어냅니다.

At the same time, it's making a much slower cycle,

동시에 지구는 거의 365일마다

orbiting around the sun approximately every 365 days.

태양의 주위에서 훨씬 느린 속도로 공전을 합니다.

But there's a twist.

그러나 여기에 반전이 하나 있습니다.

Relative to the plane of its orbit,

자전하는 궤도와 관련해서

the Earth doesn't spin with the North Pole pointing straight up.

지구는 북극이 곧게 위로 향한 채 회전하지 않습니다.

Instead, its axis has a constant tilt of 23.4 degrees.

대신, 지구의 축은 23.4도 기울어져 있습니다.

This is known as the Earth's axial tilt, or obliquity.

우리는 이를 자전축 기울기, 또는 경사각이라고 하죠.

A 23-degree tilt may not seem important,

23도의 경사각은 그다지 중요하지 않게 보일 수도 있지만

but it's the main reason that we experience different seasons.

이것이 바로 우리가 계절의 변화를 경험하게 하는 주된 이유입니다.

Because the axis remains tilted in the same direction

지구가 공전을 할 때

자전축은 같은 방향으로 기울어져 있기 때문에

while the Earth makes its annual orbit,

there are long periods each year

매년마다 유별히 긴 기간들이 있습니다.

when the northern half of the planet remains tilted toward the Sun

북반구가 태양쪽으로 기울 때

while the southern half is tilted away

남반구는 반대로 태양 밖으로 기울어져 있습니다

and vice versa,

이는 시간이 지나면 반대가 되죠.

what we experience as summer and winter.

우리는 이때를 여름과 겨울이라고 합니다.

During summer in a given hemisphere,

여름에 태양쪽으로 기운 반구에서는

the Sun appears higher in the sky, making the days longer and warmer.

해가 하늘 높게 떠서 낮시간이 더 길고 따뜻해집니다.

Once a year, the Sun's declination,

일년에 한 번, 태양의 기울기

the angle between the equator

즉, 적도와 해가 머리 바로 위에 뜨는

and the position on the Earth where the Sun appears directly overhead

지구의 지점 사이의

reaches its maximum.

각도가 최대로 벌어질 때가 있습니다.

This day is known as the summer solstice, the longest day of the year,

이 날을 우리는 하지(夏至)라고 합니다, 일년 중 가장 긴 날이죠.

and the one day where the Sun appears highest in the sky.

낮 시간이 가장 길고 해가 가장 높게 뜨는 날입니다.

So the Earth's axial tilt

그래서 지구의 자전축 기울기는

partially explains why the Sun changes positions in the sky

태양이 하늘에서 위치를 달리하는 이유를 부분적으로나마 설명합니다.

and the analemma's length

또한 아날렘마의 길이는

represents the full 46.8 degrees of the sun's declination

1년 동안 태양의 적위가

최대 46.8도를 보이는 것을 의미합니다.

throughout the year.

But why is it a figure eight and not just a straight line?

하지만 왜 이 모양은 직선이 아닌 8자 모양일까요?

This is due to another feature of the Earth's revolution,

이는 지구 자전의 다른 특징 때문입니다,

its orbital eccentricity.

'공전궤도이심률' 이죠.

The Earth's orbit around the Sun is an ellipse,

태양을 도는 지구의 궤도는 타원형입니다,

with its distance to the Sun changing at various points.

여러 지점에서 태양과의 거리가 변합니다.

The corresponding change in gravitational force

중력에 따른 거리의 변화는

causes the Earth to move fastest in January

지구가 1월에 가장 빠르게 공전하게 합니다.

when it reaches its closest point to the Sun,

지구가 태양과 가장 가까운 지점,

the perihelion,

바로 근일점이라 다다랐을 때 말이죠.

and the slowest in July when it reaches its farthest point,

또한 7월에는 그 속도가 가장 느려지는데

이는 근월점이라는 가장 먼 지점에 다다랐을 때입니다.

the aphelion.

The Earth's eccentricity means that solar noon,

이러한 지구의 특징은

태양이 하늘 가장 높이 위치할 정오에

the time when the Sun is highest in the sky,

doesn't always occur at the same point in the day.

태양이 항상 같은 위치에 있지 않다는 것을 의미합니다.

So a sundial may be as much as sixteen minutes ahead

때문에 해시계는 보통 시계보다

or fourteen minutes behind a regular clock.

16분 전이나 14분 후로 맞춰야 할 겁니다.

In fact, clock time and Sun time only match four times a year.

사실, 실제시간과 태양이 일치하는 횟수는 1년에 4번 뿐입니다.

The analemma's width represents the extent of this deviation.

아날렘마의 폭은 이 편차의 정도를 의미합니다.

So how did people know the correct time years ago?

그렇다면 옛날 사람들은 어떻게 정확한 시간을 알았을까요?

For most of human history,

대부분의 인류역사에서

going by the Sun's position was close enough.

태양 위치의 움직임은 충분히 유사했습니다.

But during the modern era,

하지만 근대에 접어들어

the difference between sundials and mechanical clocks became important.

해시계와 기계시계의 오차는 중요해졌습니다.

The equation of time, introduced by Ptolemy

프톨레마이오스가 도입하고

and later refined based on the work of Johannes Kepler,

이후 요하네스 케플러가 수정한 균시차는

converts between apparent solar time and the mean time we've all come to rely on.

시태양시를 우리가 쓰는 평균태양시로 전환케했습니다.

Globes even used to have the analemma printed on them

아날렘마는 지구본에 그려져있기도 했습니다.

to allow people to determine the difference

사람들이 1년 중 하루의 시계의 시간과

between clock time and solar time based on the day of the year.

해시간의 차이를 알 수 있도록 말입니다.

Just how the analemma appears depends upon where you are.

아날렘마는 여러분의 위치에 따라 다르게 나타납니다.

It will be tilted at an angle depending on your latitude

위도에 따라 각이 기울어질 것이며

or inverted if you're in the southern hemisphere.

여러분이 남반구에 있다면 그 모양은 뒤집혀질 것입니다.

And if you're on another planet,

혹은 여러분이 다른 행성에 있다면

you might find something completely different.

완전히 다른 모양으로 보일 것입니다.

Depending on that planet's orbital eccentricity and axial tilt,

행성의 공전궤도이심률과 자전축의 기울기에 따라

the analemma might appear as a tear drop,

아날렘마는 눈물모양이나

oval,

타원형,

or even a straight line.

심지어 직선으로 보일 수 있습니다.