1919년 5월 29일 일식
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1. 개요
1919년 5월 29일 일식은 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 검증하는 데 중요한 역할을 한 개기 일식이다. 아서 스탠리 에딩턴 경의 탐사대는 프린시페 섬에서 일식을 관측하여 중력에 의한 빛의 휨 현상을 관찰, 아인슈타인의 이론을 증명했다. 이 일식은 일반 상대성 이론에 따른 예측과 일치하는 빛의 굴절을 보여주었으며, 뉴턴 역학의 예측보다 더 정확한 값을 제시했다. 1919년 5월 29일 일식은 남아메리카와 아프리카 대부분 지역에서 관측되었으며, 태양 근처의 별 위치를 관측하여 태양의 질량이 별의 빛 굴절에 미치는 영향을 확인했다. 이 일식은 촐키넥스 주기, 하프-사로스 주기, 트리토스 주기 등 다양한 천문 현상과 관련되어 있다.
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| 1919년 5월 29일 일식 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 날짜 | 1919년 5월 29일 |
| 종류 | 개기일식 |
| 감마 | -0.2955 |
| 최대식분 | 1.0719 |
| 사로스 주기 | 136 |
| 사로스 순번 | 32 |
| 사로스 총 횟수 | 71 |
| 최대 지속 시간 | 6분 50.7초 |
| 최대 지점 위치 | 프린시페섬 근해 33km |
| 최대 폭 | 244.4km |
| 부분식 시작 | 10시 33분 22.6초 |
| 부분식 종료 | 15시 43분 50.3초 |
| 개기식 시작 | 11시 28분 27.5초 |
| 개기식 종료 | 14시 48분 43.2초 |
| 최대 시각 | 13시 08분 35.1초 |
| 관련 링크 | |
| Time and Date | 1919년 5월 29일 개기일식 |
| 달과의 거리 (런던) | 1919년 런던의 달 거리 |
2. 관측
아서 스탠리 에딩턴 경이 이끈 탐사대는 프린시페 섬에서 일식을 관측하고 사진을 촬영했다. 이들은 태양 주위 별들의 위치를 통해 중력에 의한 빛의 휨 현상을 관찰했고, 이는 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 증명하는 결과로 이어졌다.[12][13][14]
부분 일식은 남아메리카와 아프리카 대부분 지역에서 관측되었다. 개기 일식은 해가 뜬 후 페루 남동부, 칠레 북부, 볼리비아 중부, 브라질을 가로지르는 좁은 경로를 따라, 대서양을 건너 아프리카 중남부로 이어졌다. 이 경로는 라이베리아 남부, 프랑스령 서아프리카 남부(현재 코트디부아르에 속하는 지역), 영국령 골드 코스트 남서쪽 끝(현재 가나), 포르투갈령 상투메 프린시페의 프린시페 섬, 스페인령 기니 남부(현재 적도 기니), 프랑스령 적도 아프리카 (현재 가봉과 콩고 공화국에 속하는 지역, 리브르빌 포함), 벨기에령 콩고 (현재 콩고 민주 공화국), 북로디지아 북동부(현재 잠비아), 니아살랜드 북쪽 끝(현재 말라위), 독일령 동아프리카 (현재 탄자니아에 속하는 지역) 및 포르투갈령 모잠비크 북동부(현재 모잠비크)를 덮으며, 동아프리카에서 해가 질 무렵에 종료되었다.[1]
태양은 알데바란에 가장 가까이 있었기 때문에, 일식 경로 전반에 걸쳐 이 별을 볼 수 있었을 가능성이 있었다. 화성은 20일 전에 태양과 합을 이루었고, 서쪽으로 몇 도 떨어진 곳에서 2등급으로 빛났다.[4] 훨씬 밝은 수성은 화성보다 몇 도 더 서쪽에 있었다.[4] 이것이 일식이 진행되는 동안 태양이 동쪽 지평선에 매우 낮게 위치했던 볼리비아에서 볼 수 있는 유일한 두 개의 밝은 행성이었다.[4] 데네브, 알타이르, 포말하우트 및 아케르나르가 지평선에서 잘 보이는 유일한 1등급 별이었고, 베가, 알데바란, 리겔, 카노푸스는 매우 낮게 보였다.[4] 서아프리카의 관찰자들은 겨울의 대육각형이 잘 보였고, 카노푸스도 함께 떠올라 훨씬 인상적인 일식 하늘을 볼 수 있었다.[4] 금성과 목성은 폴룩스 근처에서 밝게 빛났고, 토성은 레굴루스의 서쪽에 가까이 위치했다.[4]
아서 스탠리 에딩턴 경이 이끈 탐사대는 프린시페 섬에서 일식을 관측하고 사진을 찍었다. 태양 주위의 별 위치로부터 중력에 의한 빛의 휨 현상이 관찰되어 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 증명하였다.[12][13][14]
1919년 5월 29일 일식은 남아메리카 대륙 서쪽에서 시작하여, 적도를 넘어 아프리카 대륙 서쪽에서 최대식을 맞이하고, 아프리카 대륙 동쪽에서 끝났다. 개기일식 지속 시간은 6분 51초로, 1416년 5월 27일부터 1937년 6월 8일까지 기간 중 가장 길었고, 20세기 개기일식 중에서는 5번째로 길었다.[20]
1918년 6월 8일 일식 당시 이 예측을 검증하려는 시도는 실패했지만,[11] 1919년 5월 29일 일식 때 별들의 위치를 측정하기 위한 두 번의 원정이 프랭크 왓슨 다이슨 경의 지휘 하에 조직되었다. (에딩턴 실험 참조) 아서 에딩턴 경이 프린시페 섬 (아프리카 서해안)으로 원정대를 이끌었고, 앤드루 클로드 드 라 셰로이 크롬멜린과 찰스 런들 데이비슨은 브라질 소브랄로 향했다.[12][13][14] 두 원정대 모두 황소자리에 위치한 히아데스의 별들을 관측 대상으로 삼았다.[15]
1919년 5월 29일 일식은 아인슈타인이 상대성 이론을 완성하는데 중요한 역할을 했다.[16] 하지만, 예상치 못한 폭풍으로 인해 관측이 무산될 뻔했다.[17] 천문학자들은 구름 때문에 일식 사진을 거의 얻지 못할 뻔했으나,[18][17] 일식 당일 아침 뇌우가 발생하고 그 전날까지 날씨가 흐렸음에도 불구하고,[18][17] 일식 시작 30분 전에 구름이 걷히기 시작하면서 구름 사이의 틈을 통해 많은 사진을 촬영할 수 있었다.[17]
1919년 5월 29일 일식 동안 촬영된 사진들은 아인슈타인의 예측이 옳았음을 증명했고, 물리학의 개념을 바꾸는 계기가 되었다.[19] 이 사진들은 또한 태양의 질량이 별빛의 굴절에 영향을 미친다는 증거를 제시했다.[16] 다이슨은 원정대의 발견에 대해 "관측 자료를 면밀히 검토한 결과, 아인슈타인의 예측이 맞았다는 것을 확인할 수 있었다"고 언급했다.[19] 그는 태양 주변의 빛 굴절은 의심의 여지가 거의 없으며, 이는 아인슈타인이 일반 상대성 이론에서 예측한 양과 일치한다고 설명했다.[19]
이 개기일식은 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성 이론이 옳다는 것을 실제로 증명한 것으로 유명하다. 특히 프린시페 섬에서 아서 에딩턴이 수행한 관측이 널리 알려져 있다. 프린시페 섬은 최대 식 지점에서 불과 33km 떨어진, 관측 조건이 좋은 장소였다.
일반 상대성 이론에 따르면, 중력장에 의해 시공간이 왜곡되면 그곳을 통과하는 빛은 왜곡에 따라 굴절된다. 관측자는 겉보기 광원의 위치가 어긋나 보이는 것처럼 인식하게 되는데, 이는 중력이 볼록 렌즈와 같은 역할을 하기 때문에 중력 렌즈 효과라고 불린다. 이론적으로는 태양 바로 옆을 스치는 항성의 빛도 굴절되어 겉보기 위치가 달라져야 한다. 하지만 태양은 매우 밝기 때문에, 주변 별을 관측하려면 태양이 어두워지는 개기일식 상황이 필요하다.
이론적으로는 1.75 초의 미세한 어긋남이 발생하는데, 이는 뉴턴 역학에서 예측하는 어긋남의 2배이다. 관측 결과 1.61초의 어긋남이 관측되어, 일반 상대성 이론이 뉴턴 역학보다 더 정확한 예측을 제공한다는 사실이 밝혀졌고, 이를 통해 일반 상대성 이론이 옳다는 결론이 내려졌다.
브라질에서는 앤드루 크롬멜린이 유사한 방식으로 중력 렌즈 효과를 관측했다.
3. 관측 위치 및 가시 영역
개기 일식이 관측된 지역은 페루 남동쪽 끝, 칠레 북쪽 끝, 볼리비아, 브라질, 라이베리아, 프랑스령 서아프리카 남단 (현재 코트디부아르 남부), 영국령 골드코스트 (현재 가나) 남단, 포르투갈령 상투메 프린시페 (현재 상투메 프린시페) 프린시페 섬, 스페인령 기니 (현재 적도 기니), 프랑스령 적도 아프리카 (현재 가봉과 콩고 공화국 일부), 벨기에령 콩고 (콩고 민주 공화국), 영국령 북로디지아 (현재 잠비아) 북동부, 영국령 니아살랜드 (현재 말라위) 북단, 독일령 동아프리카 (현재 탄자니아), 포르투갈령 동아프리카 (현재 모잠비크) 북동부였다.[1]
4. 일식 당시 가시 행성 및 별
5. 일반 상대성 이론과의 연관성
뉴턴의 물리학 법칙은 절대 시간과 3차원 공간에 대한 믿음에 기반을 두었으나,[5] 아인슈타인은 공간과 시간을 결합하여 함께 작동하는 4차원 시공간 개념을 제시했다.[7][8] 아인슈타인의 이론에 따르면, 물질과 방사선은 에너지 및 운동량과 연결되며,[9] 이는 빛이 큰 질량을 지나갈 때 관찰 가능한 굴절을 보일 것이라는 예측으로 이어졌다.[9]
태양의 중력에 의한 빛의 굴절 예측은 태양 근처의 별들이 보일 때 일식 동안 검증될 수 있는데, 태양을 지나는 별들은 태양의 섬광에 휩쓸리기 때문에 일식이 없이는 볼 수 없기 때문이다.[10]
1918년 6월 8일 일식 동안 이 예측을 검증하려는 시도가 실패한 후,[11] 1919년 일식 동안 별들의 위치를 측정하기 위해 프랭크 왓슨 다이슨 경의 지휘하에 두 번의 원정이 조직되었다 (에딩턴 실험 참조). 아서 에딩턴 경이 프린시페 섬 (아프리카 서해안)으로, 앤드루 클로드 드 라 셰로이 크롬멜린과 찰스 런들 데이비슨이 브라질 소브랄로 원정대를 이끌었다.[12][13][14] 두 원정대 모두 황소자리에 있는 히아데스의 별을 관측했다.[15]
1919년 5월 29일 일식은 아인슈타인이 상대성 이론을 완성할 수 있도록 했다.[16] 그러나 5월 일식은 예상치 못한 폭풍으로 인해 거의 놓칠 뻔했다.[17] 천문학자들은 구름 때문에 이 일식의 사진을 거의 얻을 수 없었다.[18][17] 일식 당일 아침에 뇌우가 있었고, 그날과 그 전날 많은 날씨가 흐렸다.[18][17] 일식이 시작되기 30분 전에 구름이 걷히기 시작했고, 심지어 그 때에도 구름 사이의 틈을 통해 많은 사진을 찍었다.[17]
1919년 5월 29일 일식 동안 찍은 사진은 아인슈타인의 예측이 옳았음을 증명했고 물리학의 개념을 바꾸었다.[19] 또한 태양의 질량이 별의 빛이 굴절되는 방식을 바꾼다는 증거를 제공했다.[16] 다이슨은 이 원정대의 발견을 통해 "판을 주의 깊게 연구한 결과, 아인슈타인의 예측을 확인한다고 말할 수 있습니다."라고 말했다.[19] 그는 계속해서 태양 주변의 빛 굴절에 대한 의심의 여지가 거의 없었으며, 이는 아인슈타인이 그의 일반 상대성 이론에서 요구한 양이라고 설명했다.[19]
일반 상대성 이론에 따르면 중력장에 의해 시공간이 왜곡되면, 그곳을 통과하는 빛은 그 왜곡에 따라 굴절된다. 이를 관측자에게서 보면 겉보기 광원의 위치가 어긋나 보이는 것처럼 보인다. 이는 중력이 마치 볼록 렌즈의 역할을 하는 것으로부터 중력 렌즈 효과라고 불린다. 이론상으로는 태양 바로 옆을 스치듯이 지나가는 항성의 빛도 굴절되어 겉보기 위치가 어긋나 보이는 것처럼 보여야 한다. 그러나, 태양은 매우 밝기 때문에, 옆에 있는 항성을 관측하기 위해서는 태양이 어두워지는 개기일식밖에 없다.
이론상, 1.75 초라는 미미한 어긋남이 발생한다. 이는 뉴턴 역학에서 예측되는 어긋남의 2배이다. 관측 결과 1.61초라는 어긋남이 관측되어, 일반 상대성 이론과 뉴턴 역학 중 일반 상대성 이론이 더 정확한 값을 예측했으므로, 일반 상대성 이론이 옳다는 결론이 났다.
6. 일식 세부 정보
개기대가 통과하여 개기일식이 관측된 지역은 남아메리카의 페루 남동쪽 끝, 칠레 북쪽 끝, 볼리비아, 브라질, 아프리카의 라이베리아, 프랑스령 서아프리카 남단 (현재 코트디부아르 남부), 영국령 골드코스트 (현재 가나) 남단, 포르투갈령 상투메 프린시페 (현재 상투메 프린시페)의 프린시페 섬, 스페인령 기니 (현재 적도 기니), 프랑스령 적도 아프리카 (현재 가봉과 콩고 공화국 일부), 벨기에령 콩고 (콩고 민주 공화국), 영국령 북로디지아 (현재 잠비아) 북동부, 영국령 니아살랜드 (현재 말라위) 북단, 독일령 동아프리카 (현재 탄자니아), 포르투갈령 동아프리카 (현재 모잠비크) 북동부였다.[20]
6. 1. 일식 시간
6. 2. 일식 매개변수
| 매개변수 | 값 |
|---|---|
| 일식 크기 | 1.07186 |
| 일식 가림 | 1.14889 |
| 감마 | -0.29549 |
| 태양 적경 | 04시 21분 07.3초 |
| 태양 적위 | +21°30'15.9" |
| 태양 반경 | 15'46.6" |
| 태양 적도 수평 시차 | 08.7" |
| 달 적경 | 04시 21분 12.6초 |
| 달 적위 | +21°12'18.4" |
| 달 반경 | 16'38.3" |
| 달 적도 수평 시차 | 1°01'03.7" |
| ΔT | 21.0 초 |
7. 일식 시즌
상승 노드 (보름달)
하강 노드 (초승달)
루나 사로스 110
솔라 사로스 136
