시대별 천문학사 (고대/중세/근대)

천문학 혹은 천체학이란 별과 행성, 혜성, 은하와 같은 천체와 지구 대기의 바깥쪽으로부터 비롯된 현상을 연구하는 자연과학의 한 분야라고 할 수 있다. 우주의 첫 시작과 진화, 천체의 운동, 화학, 진화, 물리, 기상과 같은 것들을 연구 대상으로 삼는다. 지금 민간에서는 전래하여 오는 몇몇 별자리들의 이름, 혹은 그의 얽힌 신화와 전설, 또는 몇몇 개의 별의 이름이나 미리내 등으로 불리는 은하수에 대한 고유한 이름들을 곳곳에서 찾아볼 수 있다. 이 같은 증거는 중국의 천문사상과는 관련이 없는 특유한 천문학적인 지식이 한국에서도 별도로 발달하였다는 사실을 말해주는 것이라고 볼 수 있을 것이다. 

천문학사란 자연 과학으로, 가장 오랜 역사를 갖고 있다. 그리고 상고 시대부터 인류 문명과 함께 발달해 왔다. 천문학은 선사 시대의 종교적, 신화적, 점성술 적인 행사에서 기원한다. 천문학의 흔적은 민관의 천문학에 뒤죽박죽 뒤섞여 비로소 수백 년 전에야 분리된 서양의 점성술에도 찾아볼 수 있다. 태양이 뜨거나 지는 장소가 지평 선상에서 위치를 바꾸어 나타난다든지, 계절마다 보이는 별들의 장소가 달라짐을 관찰하여 농사나 종교적 행사를 위한 시기를 정하였다. 초창기의 천문학에서는 관측할 수 있는 달, 태양, 행성, 별과 같은 천체의 규칙적인 이동 양식을 관찰하였다. 각각의 문화에 따라 이와 같은 자료가 예언에 사용되기도 하였다. 천문학의 역사는 시기의 추이에 따라 내용이 풍부해지고 천문학적인 수준이 높아졌을 뿐만이 아니라 연구 방법과 목표 역시 뛰어난 발전을 하였다. 자연 과학에서 가장 오래된 천문학, 이제 본문 아래에서 시대별로 천문학이 어떤 식으로 발전했으며, 인간들의 생활에 어떤 영향을 끼치게 되었는지 알아보도록 한다.

고대 시대.
고대의 그리스 시대 - 기원전 6세기~4세기
천구상에서의 천체 상호의 위치 관계를 연구하는 구면천문학이 이 시대부터 형성되기 시작하였다. 고대 그리스 시대의 철학자들은 우주를 논리적이고 이성적으로 고찰하였고, 지구를 중심으로 달, 태양, 5 행성(수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성) 그 주위를 공전한다고 하는 지구 중심설을 떠올려 냈다. 이들 천체의 시 운동에서 볼 수 있는 역행과 지속과 같은 복잡 미묘한 현상을 설명하기 위하여 여러 가지 교묘한 기하학적인 기구를 고안해 내게 된다. 
인도, 중국, 이집트, 바빌로니아 등의 고대 왕국이 번창했던 오리엔트 왕국 시대 - 기원전의 약 50세기 ~ 7세기에는, 달력을 만들고 별자리 또한 기술이 주로 농사와 제사에서의 필요성으로 일어났으나, 천체의 기현상을 신들의 계시로써 해석하는 신화적이면서 주술적인 성격이 다분했다. 이는 영화나 고대 소설에서도 쉽게 찾아볼 수 있다.

중세 시대.
중세 시대 - 5세기~15세기 중엽
중세 봉건제 시대의 유럽에서는 봉건제의 어두웠던 암흑시대였음에 대해, 그리스의 천문학이 이슬람 문화인 아라비아 문화로 계승되었다. 이슬람에는 지점과 방위를 결정하는 실제의 천문학에 대한 요구와 국가적인 운명을 점치는 점성술에 대한 흥미가 뒤섞여 있었다. 국가의 운명을 천문학적인 지식에 기반한 점성술에 의지했다는 영화 속 장면들은 고증에 의한 사실이었다는 점이 매우 흥미롭다.

근대시대.
해양의 개발에 따라 개원된 과학 혁명 시대 (15세기 중엽 ~ 17세기 중엽)
근대 시대에는 원양어선 항해의 안전성을 보증하기 위하여 항해력(천체 위치 추산 표)의 개정이 가장 중요한 임무가 되었다. 당대에서는 예전 교황청의 교리의 하나로서 그 권위를 인정해 왔던 지구가 중심이 된다는 지구 중심설은, 항해력 제작을 위해서는 반드시 정당한 기초 이론이라고는 할 수 없다는 것을 깨닫게 되었다. 그래서 코페르니쿠스는 지구 중심설에서 태양 중심설로 변경, 채택하여 우주 체계를 전개했다. 이 태양 중심설에서는, 행성의 시운동을 명료하고 간단하게 설명할 수 있었다. 모형 적으로는 지구 대신 태양을 중심 천체로써 바꿔 놓은 것뿐이긴 했지만. 그렇지만 공전 궤도의 모양을 종래와 같이 원형으로 보았기 때문에 항해력의 개량은 이미 예측되었을 정도는 아니었다.

천문학자 케플러는 신성 로마 제국의 제국 수학자 튀코 브라헤에게서 이어받은 관측 자료인, 화성의 자료를 정리하여 행성 공전 법칙을 발견했다. 또한 이를 바탕으로 정도가 높은 행성 운행하는 표를 만들어, 항해하는 자의 요망에 부응할 수가 있었다. 이와 같은 성과는 단순한 기하학적인 고찰에 그치는 것이 아니라 물체의 운동을 추적하는 운동학적인 연구에 의하여 얻어졌다. 이로써 케플러는 천체 물리학을 만들어 냈다.
한편, 갈릴레오와 갈릴레이는 1609년의 망원경 발명에 의해 태양 중심설에 관측상 근거를 만들어 주고, 또한 1638년에는 지상에 있는 물체에 실험을 시행함에 의해서 천체 역학의 기초를 만들어 냈다. 그렇지만 갈릴레이는 기존의 행성 궤도가 정원이라는 생각을 떨쳐버리지 못했으며, 천문학자였던 케플러를 인정하지 못한 한계 또한 가지고 있다.
갈릴레이가 기본을 구축해 놓은 천체 역학은 1665년의 천문학자 뉴턴의 만유인력의 법칙의 발견에서 유래되어, 생산의 시대 - 17세기 중엽 ~ 18세기 후반의 수학자 및 천문학자들에 의해서 발전되었다. 모든 현상의 원인을 파워의 작용으로 보는 기계론적인 자연관의 전성기에 땅 위에서는 기계의 발명이 잇따르던 시기여서 천체의 운동이론 역시 역사적인 이론에 의해서 소명되고, 1799년에 라플라스가 이것을 집대성하게 된다.