첨성대는 왜 뛰어난 문화유산으로 평가받나요?

Question

안녕하세요. 경주에 가면 첨성대가 있는데요. 이 첨성대는 그냥 잘 지어놓은 건축물 같습니다. 별을 관찰하는 건축물이라고 하는데 이 단순하게 생긴 첨성대에도 과학적 원리가 있는건가요?

Answer 1

안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.

태양계와 우주의 탄생과정과 순환원리

책 "코스모스 블랙홀엔진" 발췌

첨성대의 기능

농업과 어업에 필요한 24절기와 밀물과 썰물을 정확하게 예측할 수 있는 태양음력을 만들고 매일 일정한 시각을 백성들에게 정확하게 알려주기 위한 객관적인 천문자료를 확보하기 위하여 신라의 27대 선덕여왕은 다기능 국립종합천문대인 첨성대를 만들었다.

농업에 필요한 24절기를 정확하게 측정함

낮 12시 자동 알림기능 및 낮 12 표준 시각으로 설정

보름밤 12시 자동 알림기능 및 밤 12시 야간 표준 시각으로 설정

야간에 별의 움직임을 관찰해 정확한 시각을 알림.

기타 행성들의 움직임과 일식과 월식을 예측기록.

첨성대에서 태양을 관측하는 방법

태양의 관측이 필요할 경우 외부 사다리를 이용하여 남쪽의 출입구(910mm×910mm)를 통하여 내부공간에서 대기하며 상부 판석 옆 좁은 틈에서 빛이 들어오면 내부 사다리에 오를 준비한다.

태양이 이동하여 상부 판석 뒤로 숨어 어두워지면 내부 사다리를 이용하여 관통석을 밟고 판석 아래에 서서 머리를 뒤로 젖혀 상부 천구 중심 서쪽 관측 창문(약900mm×600mm)을 통하여 하늘을 바라보게 되면 상부 판석 뒤에 숨은 태양이 조금 보이게 되면 시력 손상을 방지하기 위하여 즉시 고개를 숙이고 관측 창문과 같은 배율의 기록지에 관찰한 태양의 위치를 기록하여 천문자료로 활용한다.

판석 경계선 중간에 태양이 위치하면 낮 12시, 보름달이 위치하게 되면 밤 12시 정각이다.

첨성대는 낮 12시와 보름밤 12시 자동알림 기능이 있다.

신라 시대 선덕여왕 때에는 일정한 시각에 종을 쳐서 백성들에게 정확한 시각을 알려 주었다. 어두운 첨성대 내부가 첨성대 상부 판석 틈으로 들어온 햇빛으로 첨성대 내부가 조금 밝아지면 종지기이 눈높이에 맞춰 만든 첨성대의 출입구를 바라보며 종루에서 대기하던 종지기는 종을 칠 준비를 하고 태양이 판석에 가려 어두워졌다가 다시 밝아지면 종을 치기 시작하여 낮 12시를 알렸으며 이와 같이 보름밤 12시에도 자동으로 시각을 알렸으며 낮 12시와 보름밤 12시는 표준시각으로 정하였다.

야간에 별의 움직임을 관측하여 시각을 알림

해가 지게 되면 첨성대 근무자가 내부 사다리를 올라 관통석을 밟고 서서 고개를 들어 첨성대 상부의 관측 창문을 통하여, 판석 경계선을 지나 서쪽으로 한 시간에 15°씩 이동하는 별을 관측하여 정확한 시각을 촛불신호로 보내게 되면 종루에서 이를 바라보고 종지기가 종을 쳐서 백성들에게 정확한 시각을 알렸다. 첨성대를 쌓은 돌의 겉모습은 빗물에 산화되어 검은색이지만 내부는 빛을 잘 반사하는 황금색 화강암으로 햇빛이나 달빛은 물론이고 촛불만 밝혀도 같은 높이에 있는 종루에서 충분히 알아볼 수 있도록 빛의 반사가 잘 될 뿐 아니라 판석사이에 작은 틈새를 두어 명암효과를 극대화되도록 하였다. 빗물이 내부로 흘러 들어가게 되면 첨성대 내부의 황금색화강암이 검게 변하는 것을 방지하기 위하여 병 모양으로 만들었으며 돌을 다듬을 때에도 쌓은 돌 틈새로 내부에 물이 흘러들어 가지 않도록 세심한 배려를 하였다. 상부 관측 창문으로 들어간 물은 즉시 배수가 되도록 자갈을 채워 넣었다.

첨성대에서 24절기 측정하는 방법

첨성대 내부 사다리를 올라 관통석을 밟고 서서 상부 관측 창문을 통하여 태양이 천구 중심선을 통과할 때(12시 정각) 관찰한 내용을 상부 관측 창문과 같은 배율과 같은 기록지에 24절기 태양의 위치를 기록한 그림으로 첨성대 내부에서 상부 관측 창문을 통하여 관측한 내용을 관측지에 옮겨 그리게 되면 위와 같이 남, 북이 바뀐 그림이 된다. 당시에는 전통 한지에 먹으로 그림을 그리기 때문에 뒤집어 보게 되면 남쪽과 북쪽이 바로 잡히고 천구에서 내려다본 그림이 된다.

태양이 남회귀선을 통과할 때가 동지(冬至)이며, 하지(夏至)는 태양이 북회귀선을 통과할 때이다. 동지(冬至)와 하지(夏至) 사이를 12 등분 하여 왕복하게 되면 24절기(節氣)이다.

지구가 근일점을 통과할 때 태양이 가장 크게 보이는 동지(冬至)이고 원일점을 통과할 때 가 태양이 가장 작게 보이는 하지(夏至)이기 때문에 관측할 때 태양의 크기 차이로 인 오차를 줄이기 위하여 천구중심선과 판석의 경계선에 약 12° 정도의 편각을 주었다.

첨성대가 기능을 상실하게 된 이유

농사에 필요한 24절기와 정확한 시각을 알기 위하여 하늘을 관찰하던 첨성대는 과학의 발달로 정밀한 해시계와 천체의 운행과 그 위치를 측정하여 천문시계의 구실을 하였던 혼천의와 같은 정밀한 시계를 발명하게 되어 훌륭한 첨성대도 구시대의 유물이 되었던 것이었다.

첨성대의 유네스코 세계문화유산 등재

이처럼 우리 조상들의 첨단 과학기술에 의하여 만들어진 걸작품(傑作品)을 우리가 제대로 이해하지 못하여 유네스코 세계문화유산에 등재하지 못 한 것에 대하여 국민의 한사람으로서 매우 안타깝게 생각한다. 선조들의 훌륭한 과학기술 DNA를 물려받아 태양계와 우주의 탄생과정과 순환원리를 설명한 ‘코스모스 블랙홀 엔진’을 쓸 수 있게 되었으며 우리나라가 IT 강국이 된 것이 하루아침에 이루어진 것이 아니라고 할 수 있다. 이렇게 훌륭한 국립종합천문대인 첨성대가 현명한 독자들에 의하여 유네스코 세계문화유산에 이른 시일 내에 등재되어 선조들의 훌륭한 과학기술이 세계 여러 나라에 많이 알려지기를 바랄 뿐이다.