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지구 중심설(천동설)


1. 지구 중심설(천동설) 주장


  • 기원전 6~4세기경 피타고라스와 아리스토텔레스 등이 주장
  • 기원후 2세기에 프톨레마이오스가 체계화하여 약 1400년 동안 확고한 우주관으로 자리 잡았다.


2. 지구 중심설(천동설)


천동설(프톨레마이오스의 우주 체계)


  • 지구가 우주의 중심에 있고, 지구를 중심으로 달,수성, 금성, 태양, 화성, 목성, 토성 순으로 각각의 원을 그리며 서로 다른 주기로 공전한다.
  • 지구는 정지한 채 자전도 하지 않고 움직이지 않으며, 별들은 천구에 고정된 채로 있다.
  • 각 행성은 이심원주전원을 따라 돌고 있다.➞ 주전원에 의해 행성의 역행 현상 설명
  • 수성과 금성의 주전원 중심은 항상 지구와 태양을 잇는 직선 위에 있다. ➞ 내행성의 최대 이각 설명


◇ 이심원 : 천동설에서 지구를 중심으로 공전하는 행성의 큰 원궤도


◇ 주전원

- 행성의 역행 운동을 설명하기 위해 도입

- 중심이 주 궤도(이심원) 위에 있는 작은 원궤도를 말한다.

- 원의 둘레 위에서 움직이는 원이라는 의미이며, 실제 행성은 주전원을 따라 움직인다.


3. 천동설의 한계


  • 금성의 위상 변화와 시지름 변화를 설명하지 못한다.
  • 항성의 연주 시차를 설명하지 못한다.


천동설로 설명할 수 있는 행성의 운동


1. 주전원에 의한 행성의 역행


  • 달과 태양은 역행이 일어나지 않기 때문에 주전원이 필요 없다.달과 태양을 제외한 행성들이 큰 원궤도인 이심원을 따라 공전하는 속도보다 이심원 위에 중심을 둔 작은 원인 주전원을 따라 도는 속도가 더 빠르다고 가정하면 행성의 역행 운동을 설명할 수 있다.

주전원에 의한 행성의 역행




2. 내행성의 최대 이각


  • 내행성(수성, 금성)의 주전원 중심은 항상 지구와 태양을 잇는 일직선 상에 놓여 있어 태양과같은 속도로 움직인다고 가정하여 내행성이 태양으로부터 일정한 각도(최대 이각) 이상 멀어지지 않는 이유를 설명했다.

주전원에 의한 내행성의 최대 이각


관련문제

문제

01

천동설에서는 중심이 주 궤도 위에 있는 작은 원인 주전원이 존재하며 행성은 주전원을 따라 움직인다. 주전원은 행성의 어떤 운동을 설명하기 위한 것인지 다음 중에서 고르면?

선택지

① 행성의 위상 변화

② 행성의 역행 운동

③ 행성의 최대 이각

④ 행성의 공전 주기

⑤ 행성의 자전 주기

정답 :

해설 :

천동설에서는 행성이 동 → 서로 역행하는 현상을 설명하기 위하여 주전원을 도입하였다. 2세기경 알렉산드리아에서 활동한 그리스의 천문학자 프톨레마이오스는 행성들의 역행을 설명하기 위해 주전원을 도입하여 천동설을 확립하였다.

문제

01

그림은 천동설의 일부분을 나타낸 것이다. 다음 중 천동설로 설명하기 어려운 현상을 고르면?

<보기>

천동설

선택지

① 수성과 금성의 겉보기 밝기가 변한다.

② 수성과 금성은 태양을 중심으로 순행과 역행을 반복한다.

③ 태양이 천구 상에서 매일 약 1 ˚씩 서에서 동으로 순행한다.

④ 지구에서 가까운 별은 먼 별을 배경으로 연주 시차가 나타난다.

⑤ 수성과 금성은 새벽녘 동쪽 하늘이나 초저녁 서쪽 하늘에서만 관측된다.

정답 :

해설 :

천동설에서는 지구가 우주의 중심에 고정되어 움직이지 않으므로 별의 연주 시차라는 개념이 필요없다.

천동설에서는 수성과 금성의 주전원 중심을 태양과 지구를 잇는 일직선 상에 둠으로써 수성과 금성의 최대 이각을 설명했다.


① 수성과 금성은 주전원 위를 돌기 때문에 지구와의 거리가 변함에 따라 지구에서 볼 때 그 겉보기 밝기도 변한다.

② 수성과 금성은 주전원 위를 돌고 주전원 중심은 태양과 같은 방향에 있으므로 지구에서 볼 때 태양을 중심으로 순행과 역행을 반복하게 된다.

③ 태양이 지구 주위를 서에서 동으로 1년에 한 바퀴씩 공전하므로 매일 약 1 °씩 서에서 동으로 순행한다.

⑤ 수성과 금성의 주전원 중심을 태양과 지구를 잇는 일직선 상에 둠으로써 수성과 금성이 태양으로부터 일정 각도 이상 멀어지지 않게 했다. 이렇게 함으로써 수성과 금성이 새벽녘이나 초저녁에만 관측되는 현상을 설명할 수 있다.

참고서 연관목차

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  1. 1.소중한 지구

    1. 1 . 행성으로서의 지구

    2. 2 . 지구의 선물

    3. 3 . 아름다운 한반도

  2. 2.생동하는 지구

    1. 1 . 고체 지구의 변화

    2. 2 . 유체 지구의 변화

  3. 3.위기의 지구

    1. 1 . 환경 오염

    2. 2 . 지구 기후 변화

  4. 4.다가오는 우주

    1. 1 . 천체 관측

    2. 2 . 우주 탐사

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