화성의 운하

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1. 개요
2. 역사
3. 운하의 정체
- 3.1. 착시 현상
- 3.2. 먼지 폭풍과 지형
4. 대중문화 속 화성 운하
5. 한국의 화성 탐사 (추가)
참조

1. 개요

화성의 운하는 19세기 말과 20세기 초 천문학자들이 망원경 관측을 통해 화성 표면에서 발견했다고 주장한 선형 지형으로, 인공적인 수로일 가능성이 제기되었으나, 이후 과학적 증거와 탐사선 관측을 통해 착시 현상 또는 자연 지형으로 밝혀졌다. 이탈리아 천문학자 조반니 스키아파렐리는 1877년 화성의 표면에 긴 줄무늬를 발견하고 '카날리'라고 불렀는데, 이탈리아어 '카날레'는 영어 '캐널'로 번역되면서 운하로 알려지게 되었다. 19세기 말 운하설은 대중적인 관심을 받았고, 퍼시벌 로웰과 같은 학자들은 이를 화성인의 관개 시설이라고 주장했으나, 20세기 초 과학자들의 반박과 1965년 매리너 4호의 탐사 결과로 운하의 존재는 부정되었다.

2. 역사

안젤로 세키는 1858년 화성의 알베도 지형을 '카날레(canale^it, 복수 canali^it)'라고 처음 불렀고, 1877년 조반니 스키아파렐리가 화성 표면에 긴 줄무늬가 엮인 모습을 발견하고 역시 '카날리(canali^it)'라고 불렀다. 흔히 이탈리아어 '카날레(canale^it)'를 영어 '캐널(canal^영어)'로 번역하면서 운하가 된 것으로 알려져 있으나, 두 단어 모두 자연적인 도랑·협곡과 인공적인 수로·운하 양쪽을 뜻한다. 1869년 수에즈 운하가 개통되고 1880년 파나마 운하도 착공하는 등 운하에 대한 관심이 증가하면서 사람들은 화성에도 운하가 있지 않을까 하는 생각을 가지게 되었다.

19세기 말 천문학자들은 사진을 쓰지 않고 망원경에 비친 상을 보고 따라 그리는 식으로 관측했다. 당시 과학자들은 화성의 자전 주기와 자전축 기울기가 지구와 거의 같다는 것을 알고 있었으며, 화성의 극관이 계절에 따라 커졌다 작아졌다 하는 것을 관측할 수 있었다. 그러나 그들은 화성 표면의 밝거나 어두운 부분을 바다와 대륙이라고 생각했고, 화성에 짙은 대기가 있다고 여겼다.

퍼시벌 로웰은 운하설을 강하게 주장했는데, 그는 ‘비자연적인 지형(non-natural features^영어)’이 계절에 따라 바뀌는 것은 극관으로부터 물을 대기 위해 발달한 기술이라고 주장했다. 반면 조지프 에드워드 에번스와 에드워드 에머슨 바너드는 화성에서 이러한 지형을 발견할 수 없다고 했고, 1903년 에드워드 월터 먼더는 실험을 통해 화성 표면이 줄무늬처럼 보이는 착시가 가능한지를 설명했다.^[37] 1907년 앨프리드 러셀 월리스는 《화성에 생명체가 살 수 있는가?(Is Mars Habitable?)》에서 화성은 로웰의 추정보다 온도와 대기압이 더 낮을 것이며 분광 분석에서도 수증기를 증명하지 못했다며 로웰의 주장을 반박했다.^[38] 1909년 유진 안토니아디는 파리 천문대의 구경 83cm 망원경으로 관측했을 때에도 수로를 발견하지 못했다.

1965년 매리너 4호가 크레이터 투성이의 메마른 화성 지표 사진을 찍으면서 운하에 대한 논쟁은 종지부를 찍게 되었다.

2. 1. 초기 관측

안젤로 세키는 1858년 화성의 알베도 지형을 '카날레(canale^it, 복수 canali^it)'라고 처음 불렀으며, 시르티스 메이저 고원처럼 거대한 반점처럼 보이는 지형도 그렇게 불렀다.^[1] 조반니 스키아파렐리는 1877년 화성이 충일 때 표면에 긴 줄무늬가 엮인 모습을 처음 발견했으며, 이를 역시 '카날리(canali^it)'라고 불렀다.

이탈리아어 '카날레(canale^it)'는 영어 '캐널(canal^영어)'로 번역되면서 운하가 된 것으로 알려져 있으나, 이탈리아어 canale^it와 영어 canal^영어 모두 자연적인 도랑·협곡과 인공적인 수로·운하 양쪽을 뜻하는 낱말이다.^[34] 수에즈 운하(1869년 개통)와 파나마 운하(1880년 착공) 건설 등 운하에 대한 관심이 증가하면서 사람들은 화성에도 운하가 있지 않을까 하는 생각을 가지게 되었다. 1889년 천문학자 찰스 어거스트 영은 스키아파렐리의 1877년 관측에서는 나타나지 않던 자리에 더 많은 수로(canal^영어)가 생긴 것을 1881년에 확인할 수 있었다면서, 그 기원에 대해 “매우 중요하며 당혹스러운” 의문점을 남긴다고 기록했다.^[35]

19세기 말 천문학자들은 사진을 쓰지 않았고 망원경에 비친 상을 보고 따라 그리는 식으로 관측했다. 당시 과학자들은 화성의 자전 주기와 자전축 기울기가 지구와 거의 같다는 것을 알고 있었으며, 화성의 극관이 계절에 따라 커졌다 작아졌다 하는 것을 관측할 수 있었다. 그러나 그들은 화성 표면의 밝거나 어두운 부분을 바다와 대륙이라고 생각했고, 화성에 짙은 대기가 있다고 여겼다. 화성 표면의 색이 시간에 따라 바뀌는 것도 식생이 계절에 따라 바뀌는 것이라고 생각했으나, 1920년대 후반에 그 원인이 관측의 부정확성이 아니라면 먼지 폭풍 정도밖에 없다는 것이 밝혀졌다.

W. H. 피커링은 1892년의 충에서 "운하"의 모든 교차점 또는 시작점에 나타나는 수많은 작은 원형 검은 점들을 관찰했다. 이 중 많은 부분이 스키아파렐리에 의해 더 큰 어두운 지점으로 보였으며, ''바다'' 또는 ''호수''라고 불렸다. 그러나 피커링의 관측소는 해발 약 2400m의 페루 아레키파에 있었고, 그의 의견으로는 망원경 구경을 두 배로 늘린 것과 같은 대기 조건을 가지고 있었다. 그것들은 곧 다른 관찰자, 특히 퍼시벌 로웰에 의해 발견되었다.^[3]

1892년과 1894년의 충에서 계절별 색상 변화가 보고되었다. 극지방의 눈이 녹으면서 인접한 바다가 넘쳐 열대 지방까지 퍼져나가는 것처럼 보였고, 종종 뚜렷한 녹색을 띠는 것으로 나타났다. 1894년에 화성에 바다가 있는지 의심하기 시작했다. 최상의 조건에서 이러한 '바다'는 모든 균일성의 흔적을 잃는 것으로 나타났으며, 그 모습은 높은 고도에서 보이는 능선, 균열 및 협곡으로 덮인 산악 지형과 같았다. 이러한 의심은 곧 확신으로 바뀌었고, 현재 화성이 표면 수역을 전혀 가지고 있지 않다는 데 보편적으로 동의하고 있다.

2. 2. 스키아파렐리의 발견

1877년, 이탈리아의 천문학자 조반니 스키아파렐리는 화성이 충의 위치에 있을 때 화성 표면에서 길게 엮인 줄무늬 구조를 처음 발견하고, 이를 이탈리아어로 '카날리(canali^it)'라고 불렀다.^[1] '카날리'는 운하, 수로, 송수관, 또는 계곡을 의미할 수 있다.^[34]

흔히 이탈리아어 '카날레(canale^it)'가 영어 '캐널(canal^영어)'로 번역되면서 '운하'로 오역되었다고 알려져 있지만, 사실 두 단어 모두 자연적인 도랑이나 협곡, 인공적인 수로나 운하를 모두 뜻한다. 그러나 1869년 수에즈 운하가 개통되고 1880년 파나마 운하 건설이 시작되는 등 운하에 대한 관심이 높아지면서, 사람들은 화성에도 운하가 있을 것이라는 생각을 품게 되었다.

1889년, 미국의 천문학자 찰스 어거스트 영은 스키아파렐리의 1877년 관측에서는 보이지 않던 새로운 운하(canal^영어)들이 1881년에 나타났다고 보고하며, 그 기원에 대해 "매우 중요하고 당혹스러운" 의문을 제기했다.^[35]

19세기 말 천문학자들은 사진 기술 대신 망원경으로 본 이미지를 직접 그리는 방식으로 관측했다. 당시 과학자들은 화성의 자전 주기와 자전축 기울기가 지구와 거의 같고, 화성의 극관이 계절에 따라 크기가 변하는 것을 알고 있었다. 그러나 그들은 화성 표면의 밝고 어두운 부분을 바다와 대륙으로 오해했고, 화성에 짙은 대기가 있다고 믿었다.

2. 3. 운하설의 확산

1877년 조반니 스키아파렐리는 화성 표면에서 긴 줄무늬가 엮인 모습을 처음 발견하고, 이를 '카날리(canali^it)'라고 불렀다. '카날레(canale^it)'는 이탈리아어와 영어 모두에서 자연적인 도랑·협곡과 인공적인 수로·운하를 모두 뜻하지만, 영어 '캐널(canal^영어)'로 번역되면서 '운하'로 굳어졌다.

19세기 후반은 수에즈 운하(1869년 개통), 파나마 운하 착공(1880년) 등 지구에서 대규모 운하 건설이 활발했던 시기였다. 이러한 시대적 배경은 화성에도 운하가 있을 것이라는 생각에 영향을 주었다. 1889년 천문학자 찰스 어거스트 영은 스키아파렐리의 1877년 관측에는 없던 새로운 수로(canal^영어)가 1881년에 나타났다고 보고하며, 그 기원에 대해 "매우 중요하고 당혹스러운" 의문을 제기했다.^[36]

19세기 말 천문학자들은 사진 기술 대신 망원경으로 본 상을 직접 그리는 방식으로 관측했다. 당시 과학자들은 화성의 자전 주기와 자전축 기울기가 지구와 거의 같고, 화성의 극관이 계절에 따라 크기가 변한다는 것을 알고 있었다. 그러나 그들은 화성 표면의 밝고 어두운 부분을 바다와 대륙으로, 화성에 짙은 대기가 있다고 잘못 생각했다.

퍼시벌 로웰은 운하설을 강력하게 주장한 대표적인 학자였다. 그는 저서 ''화성''(1895), ''화성과 그 운하''(1906), ''생명체의 거처로서의 화성''(1908) 등을 통해 자신의 견해를 발표했다. 그는 화성의 '비자연적인 지형(non-natural features^영어)'이 계절에 따라 변하는 것은 극관에서 물을 공급하기 위해 발달된 기술 때문이라고 주장했다. 그는 운하가 지능적인 문명에 의해 관개용으로 건설되었다는 생각을 평생 동안 강력하게 지지했다.^[4] 일부 관찰자들은 수십, 수백 개의 운하를 그린 지도를 만들기도 했다.^[5]

그러나 조지프 에드워드 에번스, 에드워드 에머슨 바너드 등은 화성에서 이러한 지형을 발견할 수 없다고 반박했다. 1903년 에드워드 월터 먼더는 실험을 통해 화성 표면이 줄무늬처럼 보이는 착시 현상을 설명했다.^[37] 1907년 앨프리드 러셀 월리스는 저서 《화성에 생명체가 살 수 있는가?(Is Mars Habitable?)》에서 화성의 온도와 대기압이 로웰의 추정보다 낮고, 분광 분석으로도 수증기를 찾지 못했다며 로웰의 주장을 반박했다.^[38] 1909년 유진 안토니아디는 파리 천문대의 대형 망원경으로 관측했지만 수로를 발견하지 못했다.

결국 1965년 매리너 4호가 크레이터로 가득한 메마른 화성 표면 사진을 전송하면서 운하 논쟁은 종지부를 찍게 되었다.

2. 4. 과학적 반박과 논쟁

조지프 에드워드 에번스와 에드워드 에머슨 바너드는 화성에서 운하와 같은 지형을 발견할 수 없다고 주장했다.^[37] 1903년 에드워드 월터 먼더는 실험을 통해 화성 표면이 줄무늬처럼 보이는 착시 현상이 나타날 수 있음을 설명했다.^[37]

1907년 앨프리드 러셀 월리스는 《화성에 생명체가 살 수 있는가?(Is Mars Habitable?)》라는 책에서 화성의 온도와 대기압이 로웰의 추정보다 낮고, 분광 분석으로도 수증기를 발견하지 못했다며 로웰의 주장을 반박했다.^[38] 1909년 화성이 충일 때 유진 안토니아디는 파리 천문대의 구경 83cm 망원경으로 관측했으나 운하를 발견하지 못했다.^[6] 이러한 관측 결과는 화성 운하설에 대한 불신을 증폭시켰다. 분광 분석 결과 화성 대기에는 물이 존재하지 않는다는 사실도 밝혀졌다.^[7]

1965년 매리너 4호가 크레이터로 가득한 메마른 화성 표면 사진을 찍으면서 운하 논쟁은 종결되었다.

2. 5. 탐사선의 확인

1965년 미국 항공 우주국(NASA)의 매리너 4호가 화성에 도착하여 크레이터와 황량한 풍경을 담은 사진을 촬영하면서 화성 운하 논쟁은 종지부를 찍었다. 매리너 4호는 화성의 표면 대기압이 4.1~7.0밀리바(410~700파스칼)로 지구 대기압의 0.4%~0.7%에 불과하며, 낮 기온은 섭씨 영하 100도라는 사실을 밝혀냈다. 또한, 자기장^[30]^[31] 및 반 알렌 복사대^[32]도 검출되지 않았다.

이전까지는 운하의 존재에 대해 의견이 분분했지만, 대부분의 천문학자들은 선형(또는 대략 선형)으로 보이는 표식이 존재하며, 폭이 40km~160km이고 길이가 상당하다는 데에는 동의했다.^[10] 그러나 매리너 4호의 탐사 결과는 화성에 고등 생명체가 거주할 수 있다는 생각이나 운하가 존재한다는 생각을 완전히 불식시켰다.

3. 운하의 정체

퍼시벌 로웰은 화성인이 관개를 위해 운하를 건설했다는 조반니 스키아파렐리의 주장을 강력하게 옹호했다.^[25] 그러나 스키아파렐리는 로웰이 그린 운하의 세부 묘사가 대부분 상상에 불과하다고 생각했다. 일부 관측자들은 수많은 운하를 상세하게 그린 지도를 발표했고, 두 개의 평행한 운하가 겹쳐 보이는 '게미나티오(gemination)' 현상을 관측하기도 했다.

하지만 에드워드 에머슨 바너드처럼 운하의 존재에 회의적인 관측자들도 있었다. 1907년, 영국의 박물학자 알프레드 러셀 월리스는 《화성에 살 수 있는가?》라는 저서를 통해 로웰의 주장을 반박했다. 월리스는 화성 표면 온도가 로웰이 추정한 것보다 훨씬 낮고, 기압이 너무 낮아 액체 상태의 물이 존재할 수 없으며, 분광법으로 화성 대기에서 수증기를 찾으려는 시도가 실패했음을 지적하며, 복잡한 생명체나 행성 전체를 덮는 관개 시설은 존재할 수 없다고 결론내렸다.^[28]

1909년, 외젠 앙토니아디는 파리 천문대의 83cm 망원경으로 화성을 관측했으나 운하를 발견하지 못했고, 같은 해 피크 뒤 미디 천문대에서 촬영한 사진 역시 화성 운하 설을 부정하는 증거로 제시되었다. 이후 화성 운하에 대한 지지는 점차 줄어들었지만, 1916년까지도 발데마르 켐페르트는 화성 운하 설을 옹호했다.^[29]

1965년, NASA의 마리너 4호가 화성에 도착하여 충돌구와 황량한 풍경을 담은 사진을 전송하면서 '화성에 고등 생명체가 존재한다'는 주장은 종식되었다. 탐사 결과, 화성의 표면 대기압은 4.1~7.0밀리바이고 낮 기온은 섭씨 영하 100도이며, 자기장^[30]^[31]과 방사선대^[32]는 발견되지 않았다.

3. 1. 착시 현상

1903년, 조지프 에드워드 에반스와 에드워드 월터 모운더는 학생 자원봉사자를 대상으로 시각 실험을 실시하여 운하가 어떻게 착시로 나타날 수 있는지 보여주었다.^[14] 이 실험은 품질이 좋지 않은 망원경으로 많은 점 형태의 특징(예: 흑점 또는 충돌구)을 볼 때, 이 점들이 선으로 합쳐져 보이는 현상을 보여준다.^[7] 이러한 실험을 바탕으로, 로웰의 조수 A. E. 더글러스는 관측 결과를 심리학적 관점에서 설명하게 되었다.^[15]

3. 2. 먼지 폭풍과 지형

1960년대부터 2000년대까지 화성상을 연구한 과학자 윌리엄 케네스 하트만은 화성의 '운하'가 산악 및 충돌구의 풍하 측, 바람에 의해 유발된 먼지 줄무늬 흔적이라고 설명했다.^[16]

4. 대중문화 속 화성 운하

화성 운하는 1883년 익명으로 출판된 소설 ''화성의 정치와 삶''에서 처음 등장했다.^[21] 퍼시벌 로웰의 저서로 인해 인공 구조물이라는 아이디어가 대중화된 이후, 마리너 4호의 근접 비행으로 운하의 존재가 결정적으로 부정될 때까지 수많은 픽션 작품에 등장했다.^[22]^[23]^[24]

1877년 조반니 스키아파렐리가 "화성의 운하"라는 개념을 제시했지만, 초기 화성을 소재로 한 소설에서는 언급되지 않았다. 예를 들어, H. G. 웰스의 『우주 전쟁(1897년)』에는 운하에 대한 언급은 없지만, 서서히 건조해지고 지구의 자원을 원하는 화성이 묘사되어 있으며, 스키아파렐리의 지도에 그려진 것처럼 황폐해진 바다도 묘사되어 있다. 화성에 운하가 존재한다는 생각은 NASA의 마리너 4호가 그 존재를 종식시킬 때까지 소설에서 자주 사용되었다.

5. 한국의 화성 탐사 (추가)

Mars^영어 탐사는 현재까지 한국의 우주 개발 프로그램에서 큰 비중을 차지하고 있지는 않다. 그러나 한국은 달 탐사 프로그램인 다누리 발사에 성공하여 우주 탐사 기술력을 확보해 나가고 있다.

한국은 장기적인 우주 개발 계획의 일환으로 화성 탐사도 고려하고 있다. 특히, 2020년 아랍에미리트의 알 아말 화성 탐사선 발사에 한국 연구진이 참여하면서 화성 연구에 대한 관심이 높아졌다. 알 아말 탐사선은 화성의 대기 현상을 연구하는 임무를 수행하는데, 한국 연구진은 탐사 자료 분석에 참여하고 있다.^[1]

화성 탐사는 단순한 과학적 호기심을 넘어, 인류의 미래와 관련된 중요한 의미를 갖는다. 화성은 지구와 가장 유사한 환경을 가진 행성으로, 생명체 존재 가능성 및 미래 인류의 거주 가능성 등이 연구되고 있다. 한국의 화성 탐사 참여는 이러한 인류의 미래를 위한 노력에 동참하는 것이라고 할 수 있다.

또한, 화성 탐사를 통해 개발되는 첨단 기술들은 지구에서의 삶의 질을 향상시키는 데에도 기여할 수 있다. 우주 개발 과정에서 얻어지는 기술들은 통신, 에너지, 재료, 로봇 등 다양한 분야에 응용될 수 있다.

참조

_[1] 웹사이트 WordReference.com http://www.wordrefer[...]
_[2] 서적 A Textbook of General Astronomy Ginn and Co.
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_[7] 서적 Life on Mars: The complete story https://archive.org/[...] Blandford
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_[31] 간행물 Magnetic Field Measurements Near Mars 1965-09-10
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_[33] 오디오 Robots On Mars Search And Catalog Red Planet https://www.npr.org/[...]
_[34] 웹사이트 WordReference.com http://www.wordrefer[...]
_[35] 서적 "A Textbook of General Astronomy" Ginn and Co.
_[36] 서적 A Textbook of General Astronomy Ginn and Co. Boston 1889
_[37] 논문 Experiments as to the Actuality of the 'Canals' observed on Mars http://adsabs.harvar[...] 1903
_[38] 웹인용 "Is Mars Habitable'' (S730: 1907)" http://www.wku.edu/~[...] The Alfred Russel Wallace Page hosted by Western Kentucky University 2007-05-13

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