당신이 몰랐던 공전궤도의 비밀

【자전축의 ‘경도’에 대하여..】
지구표면상의 어떤 위치를 특정하기 위해서는 ‘위도’와 ‘경도’라는 두가지 변수가 필요합니다. 마찬가지로 공간상에서 지구 자전축의 방향을 특정하기 위해서는 두개의 각이 필요합니다. 공전평면기준 약 23.5도 기울어졌다는 것은 ‘위도’에 해당하는 각입니다. 헌데 자전축이 팽이가 빙글빙글 돌듯 돌아도 그 위도는 변하지 않는데요, 이러한 자유도에 해당하는 변수가 ‘경도’에 해당하는 각도입니다.

타원을 위에서 봤을때, 지구 자전축은 타원의 긴지름과 약 13.8도의 각도를 이루고 있습니다. 이 각도가 자전축의 경도이죠. 이 각도를 무시하고 타원위에서 봤을때 자전축이 원/근일점에서 긴지름과 평행하다고 봐도, 계절의 근본적 원인을 설명하고 4계절을 대략 구분짓는데는 문제가 없습니다. 하지만 ‘13.8도’라는 각도는 크기 자체도 아주 무시 할 수 있는 정도는 아니고, 실제 계절을 구분하는데도 적지않은 영향을 줍니다.

하지만 이 ‘자전축의 경도’는 영상에서 고려되지 않았습니다. 영상제작 상당기간 동안 이 부분은 생략 할 수 없다 느꼈고, 포함시키려 했습니다. 하지만 막상 이야기를 이어가다보니, 그 하나의 변수가 영상의 길이와 복잡도를 상당히 늘린다는걸 느꼈습니다. 결국, 더 중요한 것들을 이해하는데 방해가 될 수 있다 판단하여 그 부분은 생략하였습니다. 자전축의 경도를 고려한 분석을 원하신다면 아래 링크된 블로그포스팅 ‘지구공전궤도 이심률의 계산하는 놀랍도록 간단한 방법 (2)’를 참조해 주시기 바랍니다.

【자전과 공전방향】
타원궤도를 북극위에서 보면 지구의 공전과 자전은 모두 반시계방향으로, 도는 방향이 같습니다. 하지만 케플러법칙을 직관적으로 설명 할 목적으로 시계를 예시로 들었는데, 이때문에 공전방향을 시계방향으로 변경하게 되었습니다. 결과적으로 영상에서 공전은 시계방향, 자전은 반시계방향으로 도는것으로 시각화되었습니다. 이것이 영상의 주된 논리전개와 충돌하지는 않지만, 설명을 위해 실제와 다른 방향을 채택했다는 점 유의 바랍니다.

【references】
⎯ 영상 초반 언급된 ‘기후와 관련한 어떤 글’ : Milankovitch (Orbital) Cycles and Their Role in Earth's Climate (https://climate.nasa.gov/news/2948/mi...)
⎯ 그림자 simulator : https://andrewmarsh.com/apps/staging/...
⎯ 태양/지구/달 3D 모델 : https://science.nasa.gov/learn/heat/r..., https://science.nasa.gov/resource/ear..., https://science.nasa.gov/resource/ear...
⎯ How a fake Kepler portrait became iconic (https://arxiv.org/pdf/2108.02213.pdf) ··· 컴퍼스를 젓가락처럼 쥐고있는 초상화는 케플러 초상화로 대단히 일반적으로 사용되고 있지만, 그 초상화 속 인물은 케플러가 아니라고 합니다. 그것은 17세기 초에 그려진것으로 추정되는 어떤 초상화를 알 수 없는 어떤작가가 19세기에 copy 한것으로 알려져 있으며, 그 속의 인물은 케플러의 스승뻘되는 Michael Maestlin일 가능성이 더 높다고 합니다.
⎯ 태양계 zoom-out 장면 : Universe Sandbox (http://universesandbox.com/)
⎯ Sedna : https://en.wikipedia.org/wiki/90377_S...
⎯ Goseck Circle (고젝서클) : https://en.wikipedia.org/wiki/Goseck_...