달 (Moon)

 (ciechanow.ski)
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  • 지상에서 보이는 달의 위상과 밝기 변화는 중력과 햇빛의 기하학이 함께 만든 결과이며, 궤도·조석·식·표면까지 하나의 물리 흐름으로 이어짐
  • 지구와 달은 한쪽이 일방적으로 도는 관계가 아니라 질량중심(barycenter) 주위를 함께 움직이며, 달 궤도는 평균 이심률 0.0549, 평균 긴반지름 384,748km인 타원에 가깝지만 태양 중력으로 계속 교란됨
  • 달의 주기는 기준에 따라 달라져 항성월 27.322일, 근점월 27.554일, 교점월 27.212일, 삭망월 29.530일로 나뉘며, 이 차이가 지상에서 보이는 위치 변화와 흔들림을 만듦
  • 지구와 달 사이의 조석력은 달의 자전을 평균 공전 주기와 동기화했고, 지금도 지구의 하루를 세기당 약 2밀리초씩 늘리며 달을 연간 약 3.8cm씩 멀어지게 함
  • 보름달이 유난히 밝고 평평한 원반처럼 보이는 현상은 달 표토의 opposition surge와 관련되며, 그림자 숨김보다 coherent backscattering이 주요 원인으로 여겨짐

지상에서 보이는 달의 변화

  • 달은 지구 주변의 빈 우주에서 가장 가까운 천체이며, 하늘에서 주기적으로 밝아지고 어두워짐
  • 지상 관측자는 우주 공간처럼 달을 모든 방향에서 볼 수 없고, 달은 하루와 여러 날에 걸쳐 하늘에서 자체 경로를 따라 이동함
  • 하루 동안 달은 하늘에서 거의 한 바퀴를 도는 호를 그리고, 여러 날이 지나면 조명 상태가 크게 달라짐
  • 달을 확대해 추적하면 하루 동안 회전하는 것처럼 보이고, 여러 날 동안은 흔들리는 것처럼 보임
    • 이 흔들림 덕분에 달 가장자리의 일부 숨은 영역을 가끔 볼 수 있음
    • 하지만 지구에서는 달의 대부분의 뒷면(far side) 을 볼 수 없음
  • 달의 밝은 부분과 어두운 부분의 경계인 terminator가 표면을 지나가며 산과 크레이터의 세부를 드러냄
  • 보름달은 실제로 구형인 달이지만, 완전히 밝을 때는 평평한 원반처럼 보임

중력과 궤도 운동

  • 두 물체 사이의 중력은 질량이 커질수록 강해지고, 거리의 제곱에 반비례해 약해짐
  • 두 물체가 서로에게 받는 중력의 크기는 같지만, 가속도는 상대 물체의 질량에 좌우됨
    • 작은 물체는 큰 물체 쪽으로 궤적이 크게 휘어짐
    • 큰 물체도 영향을 받지만 변화는 훨씬 작음
  • 같은 두 천체의 운동도 관측 기준에 따라 다르게 보임
    • 한 물체에서 보면 다른 물체가 자신을 도는 것처럼 보임
    • 두 물체 사이의 특정 지점에서는 둘 다 그 지점을 도는 것처럼 보임
  • 그 특정 지점은 질량중심이며, 두 물체의 질량과 거리 비율로 위치가 정해짐
  • 두 물체의 상대 운동은 실용적인 대부분의 경우 타원 궤도로 나타남
    • 한 물체에서 본 다른 물체의 궤도 타원은 두 관점에서 같은 형태를 가지며 공간상 위치만 달라짐
    • 궤도 타원에는 가장 먼 원일점/원지점(apoapsis) 과 가장 가까운 근일점/근지점(periapsis) 이 있음
  • 타원 궤도에서는 가까울 때 더 빠르고 멀 때 더 느리게 움직임
    • 이는 각운동량 보존과 관련됨
    • 회전축에서의 거리가 두 배가 되면 각속도는 대체로 네 배 작아짐

달과 지구의 실제 운동

  • 지구의 평균 반지름은 달보다 약 3.67배 크지만, 구의 부피가 반지름의 세제곱에 비례하고 지구 밀도가 더 높기 때문에 지구 질량은 달의 약 81.3배임
  • 달의 실제 거리는 지구와 달의 크기 대비 매우 큼
    • 달 궤도는 완전한 원이 아니어서 지구와 달 중심 사이 거리는 근지점과 원지점 사이에서 변함
    • 21세기 예측 최대·평균·최소 거리를 시각화함
  • 달은 지구 기준으로 평균 27.322일, 즉 27일 7시간 44분마다 기준 방향을 다시 지나며, 이 주기는 항성월(sidereal month) 임
  • 달의 실제 궤적은 완벽한 타원이 아님
    • 현재 위치와 속도로 맞춘 타원은 달 근처에서는 실제 궤적과 잘 맞지만, 멀어질수록 실제 경로와 어긋남
    • 평균 이심률은 0.0549, 평균 긴반지름은 239,071마일 또는 384,748km임
  • 태양 중력은 달 궤도에 주요한 섭동(perturbation) 을 일으킴
    • 근지점과 원지점을 잇는 apsides 선은 흔들리면서도 장기적으로 회전함
    • 평균적으로 8.85년, 즉 8년 310일에 한 바퀴 회전하며 이를 근점 세차라고 함
  • 근지점에서 다음 근지점까지의 근점월(anomalistic month) 은 평균 27.554일, 즉 27일 13시간 3분임
    • 때로는 25일보다 짧고, 때로는 28일보다 길 수 있음
    • 근점월은 항성월보다 길며, apsides 선이 달 공전 방향으로 회전하기 때문임

달의 자전, 흔들림, 보이는 면

  • 지구는 기준 방향을 다시 향하기까지 약 23.93시간, 즉 23시간 56분이 걸림
  • 달은 훨씬 느리게 자전하며 27.322일, 즉 27일 7시간 44분에 한 번 기준 방향과 다시 정렬됨
  • 달 표면에 고정된 방향은 대체로 지구 쪽을 향하지만, 항상 정확히 지구를 가리키지는 않음
    • 달 궤도가 원이 아니어서 공전 각속도는 변함
    • 달의 자전 각속도는 거의 일정하므로 두 회전이 완전히 상쇄되지 않음
  • 달의 자전축은 달 궤도면에 대해 기울어져 있고, 지구 자전축도 달 궤도면에 대해 기울어져 있음
  • 지구에서 보면 달은 하루 동안 회전하는 것처럼 보이지만, 이는 관측자가 달을 계속 바라보기 위해 지구 위에서 방향을 바꾸는 효과임
    • 적도에서는 달이 머리 위를 지나며 빠르게 “도는” 것처럼 보임
    • 북극과 남극에서는 “위쪽” 방향이 우주에서 고정되어 있어 일일 회전 효과가 사라짐
  • 여러 날에 걸친 달의 흔들림은 libration으로 불림
    • 궤도 이심률 때문에 좌우 흔들림이 생김
    • 자전축 기울기 때문에 위아래로 더 많이 보이는 영역이 바뀜
    • 장기간에는 달 표면의 약 59%를 볼 수 있음

달의 형성과 조석력

  • 많은 작은 천체가 서로 중력으로 끌려 모이면 충돌 에너지가 열로 바뀌고, 충분히 뜨거워진 물질은 유체처럼 변형될 수 있음
  • 이런 물질 덩어리는 자체 중력 아래에서 결국 구형 평형에 가까워짐
    • 돌출된 산은 중심 쪽으로 끌림
    • 낮은 골짜기는 주변 물질이 채우려 함
  • 초기 속도가 있는 물체들이 모이면 최종 덩어리가 회전할 수 있으며, 이는 각운동량 보존의 결과임
  • 밀도가 높은 물질은 중심 쪽으로 모이는 경향이 있어 행성의 분화(differentiation) 를 설명함
  • 달의 기원에 대해서는 여러 이론이 있지만, 현재 대표 이론은 giant impact hypothesis임
    • 약 45억 년 전 큰 천체가 초기 지구와 충돌했다는 가설임
    • 충돌체의 크기·속도·조성, 이후 달 형성 과정에는 과학적 견해 차이가 있음
    • 달은 지구보다 평균 밀도가 훨씬 낮고 철핵이 비교적 작음
    • 지구와 달은 일부 원소의 동위원소 비율이 매우 유사해, 달을 이룬 방출 물질이 초기 지구와 다른 원시 행성의 혼합물임을 시사함
  • 지구 중력은 달의 가까운 부분을 더 강하게, 먼 부분을 더 약하게 끌어 조석력을 만듦
    • 조석력은 달을 지구 방향과 반대 방향으로 늘이는 형태로 작용함
    • 달의 자체 중력과 거리 때문에 달이 찢어지지는 않지만 조금 늘어남
  • 초기 달이 자전할 때 조석 변형은 마찰 때문에 지연되고, 늘어난 bulge가 지구 방향에서 약간 앞서게 됨
    • 이 비대칭은 달 자전을 늦추는 토크를 만듦
    • 결과적으로 달 자전은 평균 공전 운동과 동기화됨
  • 달 자전이 느려지는 동안 각운동량 보존 때문에 달과 지구의 거리는 증가함
  • 같은 효과는 지구에도 작용함
    • 달은 지구에도 약한 elongating bulge를 만듦
    • 지구 자전도 조석력으로 느려졌고, 일부 각운동량이 공동 궤도 운동으로 이동함
    • 현재도 평균 하루 길이는 세기당 약 2밀리초 늘고, 달은 연간 약 1.5인치 또는 3.8cm 멀어짐

바다의 조석

  • 바다 조석도 같은 성격의 중력 차이에서 발생함
  • 달에 가까운 물은 더 강하게 끌리고 먼 물은 더 약하게 끌리며, 고체 지구 중심이 받는 힘과의 차이가 조석력을 만듦
  • 단순한 물행성 모델에서는 조석력이 두 개의 bulge를 만들고, 한 번 자전하는 동안 관측자는 두 번의 만조와 두 번의 간조를 경험함
  • 궤도가 행성 적도와 어긋나면 두 bulge가 같은 위도에서 나타나지 않음
    • 지역에 따라 두 번의 만조와 간조 높이가 같지 않을 수 있음
    • 하루 한 번의 변화와 한 달 주기의 변화가 추가됨
  • 추가 천체가 있으면 별도의 조석 bulge를 만들며, 상대 위치에 따라 조석 진폭이 커지거나 일부 상쇄될 수 있음
  • 실제 지구의 조석은 단순 bulge 모델보다 훨씬 복잡함
    • 지형, 대륙과 섬의 배치, 해안선·만·해협의 형태, 해저 깊이가 조석의 진폭과 주파수에 큰 영향을 줌
    • Bay of Fundy 같은 곳은 평균 만조·간조 차가 38피트 또는 11m를 넘을 수 있음
    • Baltic Sea 같은 바다에서는 조석이 거의 감지되지 않을 수 있음

태양이 더해진 지구-달 운동

  • 태양 질량은 지구의 332,950배이며, 반지름은 지구보다 109배 이상 큼
  • 지구-달 계와 태양의 거리 스케일에서는 지구와 달 사이의 거리가 거의 사라져 보일 정도로 작음
  • 지구-달 질량중심은 태양 주위를 타원에 가까운 경로로 돌고, 그 운동이 놓인 평면은 황도(ecliptic) 임
    • 전통적으로 황도는 지구의 태양 공전 평면으로 정의됐지만, 현대 정의는 지구-달 질량중심의 평균 운동에 기반함
  • 달과 지구는 태양 주위를 함께 돌면서 동시에 서로의 질량중심 주위를 움직임
    • 어떤 의미에서 둘 다 태양을 돌고, 달은 동시에 지구도 돎
  • 달 궤도면은 황도와 일치하지 않고 평균 5.145° 기울어져 있음
  • 달 궤도면과 황도의 교차선은 교점선(line of nodes) 이며, 달이 황도 아래로 내려가는 지점은 descending node, 위로 올라가는 지점은 ascending node임
  • 교점선은 태양 중력의 영향으로 회전함
    • 이 효과는 nodal precession임
    • 위에서 보면 달 궤도면은 달의 공전 방향과 반대인 시계방향으로 회전함
    • 한 바퀴에는 약 18.61년, 즉 18년 223일이 걸림
  • ascending node를 다시 지나는 주기는 교점월(draconic month) 임
    • 평균 27.212일, 즉 27일 5시간 5분임
    • 교점 세차 때문에 항성월보다 조금 짧음

자전축 세차와 하늘에서의 달 경로

  • 지구 자전축의 황도 기준 기울기는 현재 약 23.44°이며, 세기당 약 0.013°씩 아주 천천히 감소함
  • 달 자전축은 황도에 거의 수직이며, 평균 축 기울기는 1.543°임
  • 지구 자전축의 세차는 약 26,000년에 한 바퀴를 완료함
  • 달 자전축은 훨씬 빠르게 회전해 18.61년에 한 바퀴를 완료함
    • 이는 달의 교점 세차와 같은 기간임
    • 달 자전축의 방향은 달 궤도면의 방향에 의해 엄격히 제어됨
  • Cassini’s third law에 따르면 달 자전축은 황도에 수직인 선과 달 궤도면에 수직인 선이 이루는 평면 안에 머묾
  • 달 궤도면이 회전하면서 지구 자전축과 달 궤도면의 상대 각도도 변함
    • 이 각도는 약 18.13°에서 28.72° 사이를 오감
    • 18.61년 주기로 전체 기울기 사이클을 거침
  • 그 결과 지상 관측자가 보는 달의 하늘 경로는 해마다 더 넓거나 좁은 띠를 그릴 수 있음

햇빛, 달의 위상, 월의 종류

  • 태양은 매우 멀리 있어 어느 순간에도 지구와 달을 거의 정확히 밝은 절반과 어두운 절반으로 나눔
  • 지구의 같은 지점이 다시 태양을 향하기까지는 평균 24시간이 걸림
  • 달의 태양일은 29.530일, 즉 29일 12시간 44분임
    • 달이 천천히 자전하고, 동시에 지구 주위를 공전하며 태양 방향도 변하기 때문임
  • 지구 하늘에서는 대기 산란 때문에 낮에는 푸른 하늘, 일출·일몰에는 노랗고 붉은 색조가 나타남
  • 낮에도 달이 보일 수 있는 이유는 달 표면에서 반사된 햇빛이 하늘빛 위에 추가되기 때문임
  • 달의 위상(lunar phase) 은 달·지구·태양의 상대 위치 변화로 생김
    • 태양은 항상 달의 거의 절반을 비춤
    • 지구에서는 그중 보이는 밝은 부분의 비율이 바뀜
  • 같은 위상이 다시 나타나는 주기는 삭망월(synodic month) 이며 평균 29.530일임
    • 평균 삭망월은 달의 평균 태양일과 같은 길이임
    • 네 가지 달 주기 중 가장 김
    • 달과 지구가 태양 주위를 함께 움직이므로 같은 상대 위치로 돌아오는 데 더 오래 걸림
  • 달력의 한 달 길이는 삭망월에 기반하지만, 12개월이 한 해에 맞도록 각 달 길이는 조정되어 있음

일식과 월식

  • 신월이나 보름달 때 위에서 보면 태양·달·지구가 정렬돼 보일 수 있지만, 달 궤도면의 기울기 때문에 보통 완전한 직선이 되지 않음
  • 식은 달이나 지구가 상대 천체의 그림자 안에 들어갈 때 발생함
  • 태양이 달에 가려져 지구가 달 그림자에 들어가면 일식이 생김
    • 조건은 신월 주변에서만 충족될 수 있음
    • 하지만 신월이라고 항상 일식이 일어나지는 않음
  • 태양과 달이 겹쳐 보이려면 달이 황도면에 매우 가까워야 함
    • 교점선이 대략 태양 방향을 향해야 함
    • 2024년 4월 8일 북미를 지난 일식이 예시로 사용됨
  • 일식 그림자에는 세 영역이 있음
    • 바깥 영역에서는 태양이 가려지지 않음
    • 부분 그림자 영역에서는 부분일식이 나타남
    • 중심 영역에서는 태양이 완전히 가려져 개기일식이 나타남
  • 태양은 매우 크지만 멀리 있기 때문에 하늘에서 달과 거의 같은 크기로 보이고, 이 우연한 크기 때문에 개기일식이 가능함
  • 달이 지구에서 더 멀 때는 태양을 완전히 덮지 못할 수 있음
    • 2023년 10월 14일 일식은 이런 금환일식(annular eclipse) 사례임
  • 지구가 달에 그림자를 드리우면 월식이 발생함
    • 월식은 보름달 주변에서만 일어남
    • 2022년 11월 8일 개기월식이 예시로 사용됨
  • 개기월식 때 달의 완전히 가려진 부분에는 희미한 붉은빛이 나타남
    • 햇빛이 지구 대기에서 산란·굴절되며, 달 표면에서는 지구 둘레의 일출·일몰 고리가 보이는 것과 같음
  • 달 궤도가 기울어져 있지 않았다면 지구 어딘가에서는 매 신월마다 일식, 매 보름달마다 월식이 일어났을 것임
  • 초승달에서 어두운 부분이 희미하게 보이는 현상은 earthshine임
    • 지구에서 반사된 햇빛이 달의 어두운 부분을 비춤
    • 강도는 지구의 구름 분포와 세 천체의 상대 위치에 따라 달라짐

달 표면과 크레이터

  • 달 표면은 고도 색상과 10배 과장된 높이로 보면 큰 지형 변화를 보임
    • 가장 높은 지점은 평균 반지름보다 35,387피트 또는 10,786m 높음
    • 가장 낮은 지점은 평균 반지름보다 30,112피트 또는 9,178m 낮음
  • 달 표면의 넓은 영역은 impact craters로 덮여 있고, 큰 크레이터 안에도 더 작은 크레이터가 많음
  • 크레이터는 운석체와 소행성 같은 충돌체가 달 표면을 때릴 때 형성됨
    • 작은 충돌체는 그릇 모양과 솟은 테두리를 가진 단순 크레이터를 만듦
    • 큰 충돌체는 중심부가 되튀어 산봉우리처럼 솟는 complex craters를 만들 수 있음
    • 가장 에너지가 큰 충돌은 동심원 능선을 가진 multi-ring basins을 만듦
  • 대부분의 크레이터가 원형인 이유는 충돌체가 초속 20~70km 정도의 매우 빠른 속도로 충돌해 압축 충격파를 모든 방향으로 확장시키기 때문임
    • 충돌체 자체가 구형이 아니거나 비스듬히 충돌해도 원형 크레이터가 생김
    • 매우 비스듬한 충돌만 길쭉한 크레이터를 만들 수 있음
  • 충격파는 지표 물질을 파내고 주변으로 방출함
    • 떨어진 파편은 더 작은 2차 크레이터를 만들 수 있음
    • 멀리 날아간 물질은 ray systems를 만들며, 달 표면의 줄무늬로 보임
  • 큰 충돌 분지 중 바닥이 비교적 매끄럽고 크레이터가 적은 곳은 lunar maria임
    • 약 30억 년 전 용암이 충돌 분지를 채우며 기존 크레이터 흔적을 지웠음
    • 용암의 화학 조성 차이 때문에 maria는 더 어둡게 보임
    • 지구에서도 맨눈으로 달의 얼룩 무늬처럼 보임
  • 달에는 사실상 대기가 없어 작은 우주 먼지도 불타 사라지지 않고 표면에 충돌함
  • 수십억 년 동안의 충돌은 표면 암석을 부수고 퍼뜨려 lunar regolith 층을 만들었음
    • regolith는 미세한 암석 조각과 충돌 때 녹은 유리질이 결합한 물질을 포함함
    • Apollo 11의 Buzz Aldrin 발자국 사진은 달 표토의 가루 같은 성질을 잘 보여줌

보름달이 밝고 평평해 보이는 이유

  • 일반적인 무광 회색 구는 빛이 들어오는 각도에 따라 표면 밝기가 달라지고, 정면 조명에서도 가장자리가 어두워 3차원 구처럼 보임
  • 달 토양으로 덮인 구는 관측 방향이 빛 방향에 가까워질수록 더 밝아지고, 더 균일하게 음영 처리되어 평평한 원반처럼 보임
  • 빛 방향과 관측 방향 사이의 각도는 phase angle임
    • phase angle이 작아질수록 달 토양 표면은 더 밝아짐
  • 보름달 근처에서 달이 며칠 전후보다 훨씬 밝아지는 현상은 opposition surge임
  • opposition surge의 한 원인은 shadow hiding임
    • 달 먼지 입자들이 서로 그림자를 만들지만, 빛 방향과 같은 방향에서 보면 그림자가 입자 뒤로 숨음
    • 그 결과 표면이 더 밝게 보임
  • 1990년대 이후 또 다른 설명인 coherent backscattering이 주목받음
    • 달 표토 입자 사이에서 여러 번 산란된 빛의 경로가, 입사 방향과 관측 방향이 일치할 때 서로 반대 순서로 같은 거리를 지남
    • 이 경우 파동의 봉우리와 골이 모든 입자 배치와 파장에서 보강 간섭을 일으켜 관측자에게 도달하는 빛이 일관되게 밝아짐
  • 현재 coherent backscattering은 opposition surge의 주된 기여 요인으로 여겨지고, shadow hiding은 더 작은 영향을 주는 것으로 여겨짐

더 읽을거리와 마무리

  • Moon Owners' Workshop Manual은 달에 관한 일반적인 사실과 발견을 사진·그림과 함께 다루는 짧고 접근하기 쉬운 책임
  • 같은 출판사의 Apollo 11 및 later Apollo missions 안내서는 달 탐사 시대의 기술적 측면을 다룸
  • Lunar Sourcebook은 달의 역사와 지질을 다루며, PDF로 무료 제공됨
  • Luna Cognita는 Robert A. Garfinkle이 세 권에 걸쳐 달의 크레이터·능선·산을 삭망월 각 날짜별 관측과 함께 정리한 책임
  • 달은 밤에 빛을 반사하고, 바다 조석을 일으키며, 드문 개기일식에서 태양을 가리는 등 지구 생활에 여러 방식으로 영향을 줌

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GN⁺   [-]
Hacker News 의견들

  • 정말 멋짐. 일반화하자면 우리는 달을 너무 당연하게 여기는 듯함
    몇 년 전 수십 년간 관심만 두던 취미를 시작하려고 Celestron 11" SCT라는 ‘엄청 큰 망원경’을 샀는데, 뭘 시작한 건지 전혀 몰랐음. 우주라고 하면 밤하늘의 아주 작은 행성, 은하, 성운을 떠올렸지만, 알고 보니 대부분은 생각만큼 작지 않았고 목표를 과하게 잡은 셈이었음
    은하와 성단 같은 멋진 대상을 찍으려 했지만 장노출 추적이 계속 문제였고, 답답해서 장비와 작업 흐름에 익숙해질 겸 평범한 달을 겨눴다가 Luna에 빠져버림. 이 망원경의 배율 덕분에 달 표면을 이전과 전혀 다른 방식으로 탐험했고, 달의 ‘지도’를 익히면서 천상의 이웃을 새롭게 느끼게 됨. 처음으로 부끄럽지 않게 공유할 수 있었던 사진도 달이었음: https://imgur.com/a/t9b1Uug
    이후 지식과 기술은 더 늘었지만, 2021년 말 달을 집중해서 보낸 한 달은 정말 특별했음

    • 안드로메다가 달보다 4배 더 크다는 걸 사진을 찍어보기 전까지 몰랐음
      https://mikkolaine.blogspot.com/2014/01/size-of-deep-sky-obj...
      내 사진은 아님
    • 달 관측을 시작하려는 사람은 먼저 쌍안경부터 써보는 걸 추천함
      등을 대고 누워 좋은 쌍안경을 눈에 대고 달을 바라보는 경험은 환상적임. 사용감도 훨씬 좋고, 쌍안경은 입체감도 있어서 더 몰입됨
      하늘이 충분히 맑은 지역이라면 별과 일부 행성도 그렇게 쉽게 볼 수 있음
    • 정말 훌륭한 사진임. 몇 세기 전의 위대한 지성들에게 오늘날의 기술을 보여주는 상상을 자주 하게 됨
    • 비슷하게, 달의 분화구 기지 사이를 오가는 “복셀”이라기보다는 광선 투사 웹 게임을 만들면서 달 지형학을 조금 배우게 됨
      분화구, 분화구 이름과 그 이름의 역사, ‘뒷면’과 거기의 거친 지형에 꽤 매료됐음. 달 전체 타일은 갖고 있는 것 같지만, 게임 안에서는 거기까지 갈 연료가 없음
    • 이 취미에 온 걸 환영함. 몇 년 늦었더라도 거의 모두가 비슷한 경험을 함. 망원경을 샀다가, 장노출에서 정확히 추적하려면 가이드 스코프용 망원경을 또 사야 한다는 걸 깨닫게 됨
      다만 그런 장노출은 비행기나 위성에 찍힐 가능성도 훨씬 커짐. 그래서 가능한 높은 ISO로 짧게 여러 장 찍고 스태킹하는 편이 실제로 더 나음
      더 넓은 화각의 망원경으로는 별 흐름이 보이기 전까지 무가이드 30초 노출이 가능했음. 15초만 가능해도 최신 센서로 꽤 놀라운 결과를 얻을 수 있음. 실망을 줄이고 장비를 더 가지고 놀 수 있게 해주는 작은 팁임

  • Bartosz는 Patreon에서 이런 작업을 후원받고 있고, 각 페이지를 왜 어떻게 만들었는지에 대한 아주 자세한 해설도 올림
    달 글에 대한 글은 여기 있음: https://www.patreon.com/posts/on-moon-118130286

    • 페이지나 코드를 저장할 수 있는 형태로도 제공되는지, 아니면 좋은 보관 방법이 있는지 궁금함
      예전에 페이지와 코드를 제대로 아카이빙하는 방법을 찾아봤는데 아직 진행 중인 것들이 많았고, 지금은 더 해결됐을 수도 있겠음
      이런 자료는 정말 뛰어난 리소스라 기꺼이 비용을 지불할 생각이 있고, 아이들이 더 컸을 때도 남겨두고 싶음

  • 관련해서 지난 일요일, 12월 15일은 luna-stice였음. 달이 뜨고 지는 지점이 남북으로 움직이는 18.6년 주기에서 가장 북쪽 끝에 도달한 날임
    그날 달은 가능한 한 북쪽에 있었고, 다음 세대 동안 천천히 남쪽으로 갔다가 다시 돌아오게 됨
    이 주기는 3000년 넘게 일부 인류에게 알려져 있었고, 1000년 전 Chaco Canyon 같은 아메리카 지역의 건축과 배치에도 영향을 준 것으로 보임. 이 주기를 확립하려면 최소 3세대가 필요하니, 그런 사회의 사회적·과학적 조직 수준을 보여줌

  • 달과 ciechanow.ski를 둘 다 좋아해서 이 글은 완전히 취향에 맞음
    2024년 일식 때 사람들에게 일식은 반드시 삭일 때 일어난다고 설명했는데, 이 글이 있었다면 정말 도움이 됐을 것임. 그 대화 덕분에 대부분의 사람이 태양계와 달·태양·지구의 관계를 얼마나 적게 생각하는지도 깨달음
    이런 것들은 정말 매력적이고, 아마 그 압도적인 규모 때문인 것 같음. 더 많은 사람이 관심을 갖게 만들 수 있으면 좋겠고, 일식은 그런 계기로 아주 좋았음

    • 현재 달의 위상을 말하고 다음에 어떻게 변할지 알려주면 사람들이 꽤 감탄함. 사실 태양, 지구, 달의 궤도가 서로 어디에 있는지에 대한 머릿속 모델만 있으면 됨
      지구조 개념에도 사람들이 흥미를 느끼고, 지적해주기 전까지는 알아차리지 못한 경우가 많음
    • 일식이 삭일 때만 일어난다는 걸 지금 처음 깨달았음
    • 보름달은 태양의 반대편에 있어야 하므로, 보름달의 월출은 대략 해질 무렵이고 월몰은 해 뜰 무렵임
      또 보름달은 태양과 반대로 겨울에 가장 높이 뜸. 태양이 가장 낮을 때임[1]
      극지방처럼 태양이 반년 동안 지평선 위나 아래에 있는 곳에서는 재미있는 일이 생김: https://astronomy.stackexchange.com/a/27750
      [1] 적도에서 멀수록 더 두드러짐
    • 항해 수업에서 달이 조수를 어떻게 일으키는지, 달의 위상이 사리와 조금에 어떻게 대응하는지 배웠을 때 정말 만족스러웠음
    • 38만 km 넘게 떨어진 달이, 자신보다 400배 큰 태양을 상대적 거리 때문에 완벽히 가릴 수 있다는 걸 생각하면 정말 경이로움

  • 정말 훌륭함. 고층에 살고 있어서 바닥과 벽에 방위를 표시해두고 황도에 대한 공간 직관을 키우려 하고 있음
    본질적으로 북반구 아열대에서 기울어진 채, 태양 주위를 도는 구 주위를 회전하는 자신을 쉽게 상상할 수 있게 하려는 것임. 최종 목표는 태양, 달, 보이는 모든 행성을 어디서 찾아야 하는지 자동으로 떠오르는 직관을 갖는 것임
    이렇게 쓰니 미친 짓처럼 들리지만, 아주 수동적이고 진짜로 만족스러움. 적도 위에 있지 않다는 점과 지구의 자연스러운 기울기가 당연히 가장 어렵게 만드는 두 요인임

    • 이해됨. 이 프로젝트를 어떻게 배우자 승인 상태로 만들 수 있을지 궁금해짐
    • 전혀 이상하지 않음. 여행할 때마다 항상 황도를 관찰하려고 하는데, 지구 곳곳의 장소들이 서로 연결되어 있다는 멋진 감각을 만들어줌
      앞으로 몇 달 동안 아름다운 합이 몇 번 있어서 사람들과 이걸 공유하기 좋은 기회가 될 것임. 누군가 짚어주기만 하면 보이는 행성 3~4개가 한 줄로 있을 때 꽤 직관적으로 이해됨
    • 몇 주 전 이집트 Black Desert에 황도 길잡이를 만들었음
      가까운 지평선 위에 돌무더기 세 개를 놓은 대지 예술 작품인데, 약 200m x 5m의 띠 안에 서 있으면 각각 하지의 북동쪽 일출 위치, 춘분·추분의 동쪽, 동지의 남동쪽 일출 위치를 표시함
    • North Paw Directional Anklet을 확인해보면 좋음. 기본적으로 자북을 향할 때마다 진동하는 나침반 발찌임
      읽어본 바로는 사람들이 꽤 빠르게 방향 감각을 익히는 것 같음

  • Ciechanowski는 아마 우리 시대 최고의 콘텐츠 제작자일 듯하고, 글이 정말 매혹적임. 이런 사람이 교사라면 어떤 과학 주제든 학생들을 흥분시킬 수 있을 것 같음
    은퇴하면 이런 글을 만드는 데 시간을 쓰고 싶음

    • 과장이 아님. 1년에 그의 글을 한두 편밖에 못 보지만, 나올 때마다 아이들과 큰아이들 모두를 즐겁게 해줌
      쿠키 배너도, 팝업도, 후원 링크나 광고도 없음. 그저 놀라운 수제 웹 콘텐츠만 있음
    • 이런 글들을 대형 언어 모델에 참고 자료로 주고, 교육 콘텐츠를 이런 스타일로 쓰게 하거나 비슷한 WebGL 그래픽 코드를 만들어 렌더링하게 할 수 있을지 궁금함
      이런 스타일을 활용해 AI로 교육 콘텐츠를 만들면 공부가 더 흥미로워질 수도 있겠음

  • 달은 지금 내 삶에서도 아주 특별한 역할을 하고 있고, 업무일도 현재 달의 위상에 상당히 좌우됨
    글에서는 다루지 않지만, 달에서 반사되어 망원경에 잡히는 빛의 양을 설명하는 자세한 모델인 ROLO[0]와 LIME[1]이 있음. 이런 방식으로 망원경을 방사측정적으로 보정할 수 있음. 즉 센서에서 나오는 디지털 숫자와 실제 복사휘도 값 사이의 매핑을 찾는 것임
    [0] https://www.usgs.gov/media/files/rolo-lunar-model-and-databa...
    [1] https://acp.copernicus.org/articles/24/3649/2024/

    • 업무일이 현재 달의 위상에 상당히 좌우된다는 부분을 좀 더 설명해줄 수 있음?

  • 셰이더에 관심이 있다면 소스 코드를 볼 수 있음: https://ciechanow.ski/js/moon.js
    다른 글들과 마찬가지로 의존성 없이, WebGL 그래픽을 쓰는 읽기 쉬운 순수 JavaScript임

    • 파일 하나라니, 으악
      농담이고, 멋짐. 다만 나뉘어 있었으면 좋겠음

  • 첫 번째 상호작용 요소만 봐도 ciechanow.ski가 왜 훌륭한지 잘 드러남
    다른 곳의 비슷한 애니메이션이라면 아마 28프레임 정도로 제한하고 단순 마스크로 이미지를 속였을 텐데, ciechanow.ski에서는 수백 프레임쯤 되고 범프 맵을 써서 달 표면 분화구 그림자를 정확히 보여주는 듯함

    • 단순 범프 매핑보다 훨씬 더 나아감. 텍스처로는 색상 텍스처와 높이 지도가 있고, 최종 렌더링은 글 끝부분에서 설명하듯 달의 레골리스 특성을 고려한 실시간 물리 기반 렌더링 기법을 사용함
      색공간도 제대로 처리하고, 지구에서 본 이미지에는 대기 모델이 있어서 낮에는 하늘이 파랗게 보이고 지평선의 달은 붉게 보임
      미리 계산된 이미지는 없고 사진도 3장뿐임. 모든 음영 처리는 사실적인 모델로 실시간 수행됨
    • 어떤 기술이나 프레임워크를 쓰는지 궁금함. 애니메이션과 상호작용이 훌륭함

  • 애니메이션만 봐서는 달이 태양 주위를 어떻게 도는지가 명확하지 않음
    https://en.m.wikipedia.org/wiki/Orbit_of_the_Moon#/media/Fil...
    멀리서 보면 지구의 영향을 받으면서도 태양 주위를 도는 것처럼 보임. 즉 움직임은 스프링이나 나선형처럼 보이지 않고 물결처럼 보임
    https://physics.stackexchange.com/questions/266426/what-does...

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