지금처럼 발전한 시대가 아닌 고대의 사람들은 하늘을 바라보며 막연한 궁금증을 가지고 있었을 것입니다. 이러한 궁금증으로 인해 시작된 천문학은 지구 밖의 물체와 현상에 대한 연구로 정의될 수 있는데 여기서 천문학의 오랜 역사와 고대, 중세, 근대의 발전과 시대별 학자들에 대해 알아보겠습니다.
고대 천문학
고대 천문학은 인류 역사와 함께 오랜 전통을 가지고 있습니다. 고대 문명에서 천문학은 하늘의 현상을 단순히 1차원적으로 관찰함으로써 천체의 움직임과 계절의 변화를 이해하는 연구가 이루어졌습니다. 인류가 농경사회에 진입하여 정착하여 작물과 가축을 키우면서 기후와 계절이 큰 영향을 끼치면서 천체에 따른 변화에 관심을 갖기 시작했습니다. 고대 이집트와 메소포타미아, 중국, 그리스 등 다양한 문명에서 천문학적 지식이 발전했고, 천문학자들은 천체의 움직임을 관찰하고 기록할 수 있는 천문학적 도구를 개발했습니다. 그들 중 가장 유명한 사람들은 고대 그리스의 천문학자 프톨레마이오스, 피타고라스, 히포크라테스입니다. 그중에서도 프톨레마이오스는 2세기에 활동했는데 그의 대표적인 업적은 알막무니라고 불리는 천문학의 걸작을 만들어낸 일이었습니다. 여기서 그는 별들의 움직임을 설명하고 예측하기 위해 수학적 모델과 천문 관측을 결합하여 사용했습니다. 그러나 프톨레마이오스는 오늘날과 달리 지구를 중심으로 하는 천문학을 설명했기에 태양중심 모델이 등장하기 전까지 중세까지만 영향을 미쳤습니다. 하지만 그의 연구는 천문학의 중요한 이론으로 자리매김하였고 우리에게 천문학적 지식과 천체 운동의 기본적인 원리를 제공하는 데 큰 의미를 주었습니다.
중세 천문학
중세 유럽에서는 이슬람 문화와의 상호작용을 통해 천문학이 발전했습니다. 이슬람 학자들은 과학적인 관점에서 천문학을 연구했고 그 연구는 유럽으로 퍼졌습니다. 중세 유럽의 천문학자들은 이슬람 학자들의 작품들을 번역하면서 배우며 발전시켰고 천체의 움직임, 별들의 분류, 천문학적 계산법등을 연구했습니다. 그들 중 가장 유명한 사람은 독일의 요하네스 케플러와 폴란드의 니콜라우스 코페르니쿠스였습니다. 케플러는 태양계에서 행성 운동의 법칙을 발견했고 행동 운동의 법칙이라고 불리는 물리학의 세 가지 법칙을 고안했습니다. 그 법칙들 중 첫 번째는 행성이 태양의 궤도를 타원형 궤도로 돈다는 것입니다. 두 번째 법칙은 행성이 태양에 가까울수록 궤도의 속도가 빠르다는 것이고 세 번째 법칙은 행성의 공전 주기의 제곱은 태양과 행성 사이의 거리의 세제곱에 비례한다는 것입니다. 그리고 지동설의 선도적인 학자인 코페르니쿠스는 성직자였는데 모든 중세유럽인들이 믿고 있던 기독교에서는 오로지 천동설 이론만을 믿었기 때문에 과감히 성직자를 포기하고 지동설을 주장하며 천체를 연구하는 용기 있는 학자였습니다. 코페르니쿠스는 우리가 알고 있는 지구가 태양 주위를 공전하는 태양 중심 모델을 제안한 사람이었습니다. 그러나 중세 유럽 기독교 사상에 대한 거부 반응은 좋지 않았습니다. 이것은 현대 천문학에서 부분적으로 계속되는 과학과 종교 사이의 비극적인 역학 관계입니다.
근대 천문학
현대 천문학은 과학과 기술의 발전으로 큰 발전을 이루었습니다. 갈릴레오 갈릴레이는 17세기 천문학의 선구자로서 망원경을 이용하여 천체 관측과 연구를 진행했고 지구의 우주 중심 이론을 뒤집는 혁신적인 주장을 펼쳤습니다. 갈릴레오는 이탈리아의 철학자이자 과학자, 물리학자, 천문학자로 코페르니쿠스를 옹호하면서 태양중심이론을 지지했습니다. 지구가 태양을 중심으로 돌고 있다는 당시 연구 성과에 대한 반론은 많았습니다. 심지어 로마 교황청까지 끌려가 변명을 해야 했고 종교재판소에 끌려가 이론을 포기하라는 권고도 받았습니다. 결국에는 그의 마지막 생애를 감옥에서 보내는 안타까운 사연이 있습니다. 종교과 과학을 핍박하는 대표적인 사례입니다. 우습게도 그는 독실한 가톨릭 신자였다고 합니다. 그는 망원경 관측을 통해 갈릴레오 위성이라고 불리는 목성에서 가장 큰 네 개의 위성을 발견한 것과 태양흑점을 관측한 것입니다. 이 때문에 그는 현대 천문학의 아버지라고도 불립니다. 이후 뉴턴은 만유인력의 법칙을 발견하고 태양계의 운동을 설명하는 뉴턴의 법칙을 제안했습니다. 뉴턴은 사과가 왜 땅에 떨어지는지를 고민하며 중력을 발견한 것으로 유명하지만, 실제로 그를 걱정하게 만든 진범은 바로 달이었습니다. 거대하고 무거운 달이 왜 지구로 떨어지지 않고 항상 하늘에 떠있는가라는 사실에 늘 고민하던 그는 중력과 달의 움직임에 대한 연구를 진행했고, 달이 지표면을 향해 영원히 떨어지고 있다는 사실을 인지했습니다. 이는 훗날 인공위성의 탄생에도 영향을 미칠 수 있었습니다. 그리고 20세기에 이르러 위대한 과학자 아인슈타인의 상대성 이론은 우주에 대한 이해에 일대 혁명을 일으켰습니다. 이처럼 천문학 연구의 선구자들의 발견과 공헌을 바탕으로 현대 천문학은 우주의 기원, 은하의 형성, 희귀 천체의 연구 등을 통해 우주에 대한 궁금증을 하나씩 더 발전시키고 해결해 가고 있습니다.