지구의 크기(둘레)는 어떻게 측정할까요? 지구밖에서 지구 크기를 재거나 직접 줄자를 이용해서 잴 수도 있겠지만,(어렵겠죠?) 약 2000년 전의 그리스 학자 에라토스테네스(B.C.275 ~ B.C.194) 는 매우 간편한 방법으로 지구의 크기를 구했습니다.



그림의 S 는 시에네라는 곳이고 A 는 알렉산드리아라는 곳입니다. 에라토스테네스는 하짓날 정오 이집트의 시에네에서는 우물의 바닥에 태양이 수직으로 비치고, 거의 동일 경도상에 위치한 시에네 북쪽 5000스타디아 떨어진 알렉산드리아에서는 태양이 천정에서 남쪽으로 7.2°가량 기울려 비침을 알게되었습니다.

그는 지구는 둥글고, 태양광선은 평행하며, 알렉산드리아와 시에네는 동일 경도상에 있다고 가정하고 지구의 둘레를 다음과 같이 계산하였죠.

7.2˚ : 360˚ = 5000 스타디아 : 지구의 둘레

(태양광선은 평행하므로 '지구 중심각'과 '막대와 그림자가 이루는 각'은 엇각으로 같다. 그리고 두 지점간의 거리 5000스타디아가 부채꼴의 호의 길이가 된다. 중심각과 호의 길이는 비례하기 때문에 위와 같은 식을 세울수 있다.)

이 비례식을 구하면 지구의 둘레는 약 250000 스타디아가 나오는데
(1스타디아 = 185m)
이므로 지구의 둘레는 46250km 가 나옵니다. 이것은 현재 정확히 측정한 지구의 둘레 약 40000km 과 15% 차이가 나는 수치입니다.

에라토스테네스가 측정한 지구의 값에 오차가 나는 이유는 측정한 두 지점(시에네와 알렉산드리아)이 동일 경도 상에 위치하지 않으므로 두 지점의 거리차가 동일 경도 일 때 보다 크게 나옵니다. 따라서 계산된 지구의 크기도 지금보다 큰 값이 나오게 되는 것이죠.

오차가 있다고는 하나 2000년 전 이렇게 간단히 지구의 둘레를 구할 수 있다는 기발한 생각에 놀라지 않을 수 없습니다. 만약 시에네와 알렉산드리아가 같은 경도상에 위치했었다면 오차가 거의 없었겠죠.

이처럼 과학은 어려운 학문이 아니랍니다. 자연을 쉽고 재미있게 연구하는 것이 과학이죠. 그래서 제가 과학을 좋아하는 지도 모르겠습니다.