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육안

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목차

1. 개요

육안은 특별한 도구 없이 맨눈으로 사물을 식별하는 능력을 의미한다. 일상생활에서 사람의 눈은 1~2분각의 각거리를 식별하고, 130°×160°의 시야를 감지하며, 광공해가 없는 어두운 하늘에서는 최대 8등급의 별까지 볼 수 있다. 천문학에서는 빛 공해의 영향을 받지만, 육안으로 최대 6등급의 별을 볼 수 있으며, 완벽한 어두운 하늘에서는 8등급의 별까지 관측 가능하다. 육안은 천체의 가시성을 판단하고, 측지학 및 항해에서 거리와 각도를 추정하는 데 사용되며, 작은 물체의 식별과 지도 판독에도 활용된다. 환경 오염, 특히 빛 공해는 육안 관측에 부정적인 영향을 미친다.

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육안

2. 일상 생활에서의 눈

일반적인 사람의 눈은 뛰어난 식별 능력을 가지고 있다. 1 ~ 2분각(약 0.02°–0.03°, 1km 거리에서 30 ~ 60cm 크기)의 각거리를 식별할 수 있다. 동시에 130°×160°의 넓은 시야를 감지할 수 있다. 광공해가 없는 어두운 하늘에서는 최대 +8 등급의 별까지 식별 가능하다. 250만 광년 떨어진 안드로메다 은하와 같은 매우 멀리 있는 물체도 식별할 수 있다.

2. 1. 눈의 기본 특성 (영어 문서)

인간의 눈은 25cm(젊은 사람)에서 50cm(50세 이상)에서 무한대까지 빠른 자동 초점 기능을 가지고 있다. 약 1 분각(0.017° 또는 0.0003 라디안)의 각 분해능을 가지며, 이는 1km 거리에서 0.3m에 해당한다. 시야는 약 160° × 175°이다. 광도측정법(밝기)에서 ±10% 또는 1%의 강도 변화를 감지할 수 있으며, 밤과 낮 사이 1:10,000,000,000 범위의 밝기 차이를 구분한다.

3. 천문학에서의 육안 관측

작은 시골 마을(상단)과 대도시권(하단)에서 밤하늘을 육안으로 본 것의 사진적 근사치. 빛 공해는 별의 가시성을 극적으로 감소시킨다.


천체의 가시성은 빛 공해의 영향을 크게 받는다. 하늘이 매우 어둡게 보일 수 있는 대도시권에서 불과 수백 킬로미터 떨어진 곳에서도 희미한 물체의 가시성을 제한하는 것은 잔류하는 빛 공해이다. 대부분의 사람들에게 이것이 도달할 수 있는 최고의 관측 조건일 것이다. 이러한 "전형적인" 어두운 하늘 조건에서 육안은 최대 +6m의 겉보기 등급의 별을 볼 수 있다. 모든 빛 공해가 없는 완벽한 어두운 하늘 조건에서는 +8m 정도로 희미한 별도 보일 수 있다.

육안의 각 분해능은 약 1이다. 그러나 어떤 사람들은 그보다 더 선명한 시력을 가지고 있다. 갈릴레이의 목성의 위성이 망원경이 발명되기 전에 사람들이 관측했다는 일화가 있다.[4] 천왕성과 베스타도 아마도 관측되었을 것이지만, 최대 밝기에서도 매우 희미하게 보이기 때문에 행성으로 인식될 수 없었다. 천왕성은 1781년에 발견되었을 때, 육안이 아닌 기술(망원경)을 사용하여 발견된 최초의 행성이었다.

이론적으로, 전형적인 어두운 하늘에서 어둠에 적응된 사람의 눈은 약 5,600개의 +6m보다 밝은 별을 볼 수 있으며,[5] 완벽한 어두운 하늘 조건에서는 약 45,000개의 +8m보다 밝은 별을 볼 수 있다.[6] 실제로, 대기의 소광과 먼지는 이 숫자를 약간 줄인다.

산개성단과 은하와 같은 확산 천체의 가시성은 행성과 별의 가시성보다 빛 공해의 영향을 훨씬 더 많이 받는다. 전형적인 어두운 조건에서는 몇 개의 그러한 천체만 보인다. 여기에는 플레이아데스, 페르세우스자리 h/χ, 안드로메다 은하, 용골자리 성운, 오리온 성운, 오메가 센타우리, 47 투카나, 궁수자리 꼬리 근처의 프톨레마이오스 성단 메시에 7 및 구상 성단 M13 in 헤라클레스자리가 포함된다. 삼각형자리 은하(M33)는 어려운 주시 회피(averted vision) 대상이며 하늘에서 50° 이상 높이 있을 때만 볼 수 있다. 그러나 정말 어두운 하늘 조건에서는 M33이 직접 시야에서도 쉽게 보인다. 육안으로 볼 수 있는 가장 먼 물체는 센타우루스자리 A,[7] 보데의 은하,[8][9][10] 조각가 은하,[10] 및 메시에 83과 같은 근처의 밝은 은하이다.[11]

다섯 개의 행성은 지구에서 육안으로 행성으로 인식할 수 있다: 수성, 금성, 화성, 목성 및 토성. 전형적인 어두운 하늘 조건에서는 천왕성(등급 +5.8)도 시선 분산으로 볼 수 있다.

역사적으로 육안 천문학의 전성기는 티코 브라헤(1546–1601)의 연구였다. 그는 확대 도구 없이 하늘을 정확하게 측정하기 위해 광범위한 천문대를 지었다. 1610년, 갈릴레오 갈릴레이는 망원경을 하늘로 향했다. 그는 즉시 목성의 위성과 금성의 위상 등을 발견했다.

유성우는 쌍안경보다 육안으로 관측하는 것이 더 낫다. 이러한 유성우에는 페르세우스자리 유성우(8월 10일~12일)와 12월의 쌍둥이자리 유성우가 포함된다. 매일 밤 약 100개의 인공위성, 국제 우주 정거장 및 은하수는 육안으로 볼 수 있는 다른 인기 있는 천체이다.[12]

천문학에서는, 망원경이 발명되기 전까지는 육안으로만 별을 관찰할 수 있었다. 별자리를 이용한 시력 검사가 이루어질 정도였다.

3. 1. 육안으로 볼 수 있는 천체

태양계 내에서는 수성, 금성, 화성, 목성, 토성, 달, 그리고 태양을 육안으로 관측할 수 있다. 조건이 좋으면 천왕성(등급 +5.8)과 소행성 베스타도 관측 가능하다.[15] 산개성단(플레이아데스성단, 페르세우스자리 이중성단), 은하(안드로메다 은하, 삼각형자리 은하), 성운(용골자리 성운, 오리온 성운) 등도 관측 가능하다.[15] 가장 멀리 떨어진 육안 관측 대상은 센타우루스자리 A, 보데의 은하, 조각가자리 은하, 메시에 83과 같은 밝은 은하들이다.[15] 유성우는 쌍안경보다 육안으로 관측하기에 더 적합하다.

3. 1. 1. 한국의 육안 천문 관측 역사

천문학에서는 망원경이 발명되기 전까지는 육안으로만 별을 관찰할 수 있었다. 별자리를 이용한 시력 검사가 이루어질 정도였다.[15] (충분히 어두운 곳에서) 6등급까지 관측할 수 있다.

4. 측지학 및 항해에서의 육안 관측

육안으로 여러 가지를 추정할 수 있다. 팔을 뻗었을 때 손의 너비는 18~20°의 각도에 해당한다. 손톱을 뻗어서 가린 사람의 거리는 약 100미터이다. 북반구에서는 북극성을 관찰하고 각도기를 사용하면 관찰자의 지리적 위도를 최대 1도의 정확도로 알 수 있다.

바빌로니아, 마야 문명, 고대 이집트, 인도 천문학, 중국 천문학은 육안으로 각 시대의 시간 및 달력 시스템의 모든 기본 사항을 측정했다.


  • 1년과 1개월의 길이를 ±0.1시간 또는 1분(0.001%)보다 더 정확하게 측정
  • 하루 24시간과 춘분, 추분
  • 행성의 주기는 마야 천문학자들이 계산했으며, 금성과 화성의 경우 5~10분 이내의 정확도를 보였다.


이와 유사한 방식으로 달에 의한 별의 엄폐 현상을 관찰할 수 있다. 디지털 시계를 사용하면 0.2초의 정확도를 얻을 수 있다. 이는 달의 거리 385,000km에서 단 200m에 불과하다.

4. 1. 한국의 전통 항해술과 육안 관측

5. 작은 물체 및 지도

돋보기나 현미경 없이 가까운 거리에서 작은 물체를 관찰할 때, 물체의 크기는 관찰 거리에 따라 달라진다. 정상적인 조명 조건(광원 ~ 600–700mm 높이에서 1000 루멘, 관찰 각도 ~ 35도)에서 육안으로 인식할 수 있는 각 크기는 약 1 분각(0.0003 라디안)이다.[1] 일반적인 독서 거리(약 400mm)에서 가장 작은 물체의 해상도는 약 0.116mm이다. 검사 목적으로는 200–250mm의 관찰 거리가 사용되며, 이때 육안으로 인식 가능한 가장 작은 물체의 크기는 약 0.058–0.072mm이다. 정확도는 0.1~0.3mm 범위이며 관찰자의 경험에 따라 달라진다. 이는 지도 및 기술 도면에서 희미한 세부 사항의 일반적인 위치 정확도이다.

6. 환경 오염과 육안 관측

맑은 지구 대기는 은하수가 보이는 것으로 알 수 있다. 천정(zenith)과 지평선을 비교하면 대기 오염과 먼지의 양에 따라 "푸른 질"이 어떻게 저하되는지 알 수 있다. 별의 반짝임은 공기의 난류를 나타낸다. 이것은 기상학과 천문학의 "천문 시상"에서 중요하다.[13]

빛 공해는 아마추어 천문학자에게 심각한 문제이지만, 밤늦게 많은 불이 꺼지면 덜해진다. 대기 먼지는 도시에서 멀리 떨어진 곳에서도 "빛 돔"으로 볼 수 있다.[13]

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6. 1. 한국의 빛 공해 문제와 대응

한국은 급격한 도시화와 산업화로 인해 빛 공해 문제가 심각한 수준이다. 대도시 지역에서는 육안으로 볼 수 있는 별의 수가 매우 제한적이며, 이는 국민들의 천문 관측 기회를 박탈하고 정서적, 문화적 손실을 야기한다. 더불어민주당은 빛 공해 방지법 제정 및 관련 정책 추진을 통해 빛 공해 문제를 해결하고, 국민들이 더 깨끗한 밤하늘을 누릴 수 있도록 노력하고 있다. 또한, 인공조명에 의한 빛 공해 방지법에 의거, '조명환경관리구역'을 지정하여 체계적인 빛 공해 관리를 시행하고 있다. 아마추어 천문학자에게 빛 공해는 심각한 문제이지만, 밤늦게 많은 불이 꺼지면 덜해진다.[13] 대기 먼지는 도시에서 멀리 떨어진 곳에서도 "빛 돔"으로 볼 수 있다.[13]

참조

[1] 서적 Ophthalmology 3rd Edition https://books.google[...] MOSBY Elsevier
[2] 논문 Foundations of Vision Sinauer, Sunderland, MA
[3] 웹사이트 Light Pollution and Astronomy: How Dark Are Your Night Skies? http://www.skyandtel[...] 2006-07-18
[4] 간행물 The Discovery of Jupiter's Satellite Made by Gan De 2000 years Before Galileo
[5] 웹인용 Vmag<6 http://simbad.u-stra[...] SIMBAD Astronomical Database 2009-12-03
[6] 웹사이트 The Bortle Dark-Sky Scale http://www.skyandtel[...] Sky & Telescope 2001-02
[7] 웹사이트 Aintno Catalog http://astronomy-mal[...]
[8] 문서 Messier 81 http://messier.seds.[...] SEDS
[9] 서적 The Messier Objects https://archive.org/[...] Cambridge University
[10] 웹인용 Messier 81 naked-eye http://messier.obspm[...] 1997-01-10
[11] 서적 Astrophysics is Easy! An Introduction for the Amateur Astronomer
[12] 웹사이트 Night sky and its wonders | Hurtling Rock http://www.hurtlingr[...]
[13] 뉴스 Mars, 2099? http://www.eso.org/p[...] ESO Picture of the Week 2012-06-25
[14] 웹사이트 All about記事 https://web.archive.[...]
[15] 웹사이트 猪名川天文台（PDF 形式） http://web.kyoto-ine[...]
[16] 웹사이트 参考サイト http://web.kyoto-ine[...]
[17] 문서


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