이 사진에서 달이 동에서 서로 움직이는 이유는 뭔가요?
이 사진은 이탈리아에서 매일 같은 장소에서, 1481분(24시간 40분) 마다 27일동안 달을 찍은 사진입니다.
달은 서에서 동으로 움직이는데, 저 사진에서는 약간이지만 동에서 서로 움직일 때가 있습니다. 그 이유는 무엇인가요?
원래 달이 뜨고 지는 시각이 매일 달라지기 때문에, 만약 우리나라에서 매일 같은 시각에 같은 장소에서 달을 관측한다면, 위의 사진처럼 초승달, 그믐달이 같이 관측되지 않을 거라고 생각합니다. 이탈리아에서는 왜 그것이 가능한가요? 어떻게 저렇게 모든 달의 위상이 찍히는 건가요?
달이 저렇게 이상한 S자 곡선을 그리면서 움직이는 이유는 무엇인가요? 왜 달이 남쪽으로도 갔다가 북쪽으로도 갔다가 왜 저러는 건가요 ㅠㅠㅠㅠㅠ
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
달은 기본적으로 서에서 동으로 움직이지만, 사진에서처럼 동에서 서로 움직이는 것처럼 보일 때도 있습니다. 이 현상은 달의 운동과 지구 자전, 그리고 사진 촬영 간격에 의한 착시 효과로 설명할 수 있습니다. 달은 지구를 약 27.3일에 한 번씩 동쪽 방향으로 공전합니다. 하지만 지구는 자전하기 때문에 관측자에게는 달이 매일 동쪽에서 떠서 서쪽으로 지는 것처럼 보입니다. 달의 위상은 태양, 지구, 달의 위치 관계에 따라 변하며, 이 과정에서 달은 천구에서 하루 약 50분 정도씩 늦게 뜹니다. 즉, 매일 같은 시각에 달을 관측하면 달이 약간씩 위치를 달리하며 나타나게 됩니다. 사진에서 동에서 서로 달이 움직이는 것처럼 보이는 것은 지구의 자전과 달의 운동 속도의 상호작용 때문입니다. 사진이 매일 24시간 40분(1481분)마다 촬영되었기 때문에, 매일 같은 시각에 찍힌 것이 아니라, 하루 약 40분씩 늦은 시점에 찍힌 것입니다. 이 차이는 달의 실제 공전 속도와 지구 자전의 차이 때문에 발생합니다. 달은 매일 동쪽에서 서쪽으로 지는 것이 맞지만, 그 움직임은 일정하지 않으며, 지구 자전으로 인한 동서방향의 상대적인 움직임도 있기 때문에 달이 가끔 동에서 서로 움직이는 것처럼 보일 수 있습니다. 이건 시간 차이와 관측 각도에 의한 착시 현상으로 볼 수 있습니다. 사진에서 모든 달의 위상이 찍힌 것은 촬영 시간이 달라지기 때문입니다. 매일 일정한 시각에 찍는 것이 아니라 하루 약 40분씩 늦게 찍었기 때문에, 시간이 지나면서 달의 다른 위상을 모두 포착할 수 있었습니다. 첫날엔 초승달이 보였다면, 그 후로 매일 40분씩 늦게 찍으면 달의 위상 변화에 따라 점차 상현, 보름달, 하현, 그리고 그믐달이 차례로 포착됩니다. 즉, 같은 시각에 찍힌 것이 아니라 약간씩 시간이 달라졌기 때문에 다양한 위상을 기록할 수 있었습니다. 만약 같은 시각에 찍었다면 초승달이나 그믐달만 계속 찍혔을 것입니다. 달이 천구에서 S자 형태로 움직이는 것은 천구의 적도와 황도(태양의 궤도)가 기울어져 있기 때문입니다. 달의 궤도는 지구의 적도면에 대해 약 5도 기울어져 있습니다. 이 기울기는 달이 천구에서 남북으로 움직이는 것처럼 보이게 만듭니다. 따라서 달이 적도 위로 올라갔다가 다시 내려오는 모습이 관측됩니다. 지구의 자전축이 약 23.5도 기울어져 있기 때문에, 이 영향으로 달이 천구에서 S자 모양의 궤적을 그리며 움직이는 것처럼 보이게 됩니다. 달의 위상이 변하면서 보이는 위치도 변화하므로, 이러한 복잡한 경로가 나타나는 것입니다.
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