⛵선원들은 어떻게 위치를 찾았나

천구의 북극은 지평선에서 위도만큼 떠 있어요. 북극성은 천구의 북극에서 1°도 안 떨어져 있어서(지금 약 0.6°), 북극성의 높이가 곧 그곳의 위도예요. 북반구 선원들은 밤마다 북극성 높이를 재서 위도를 알았어요.

낮에는 해를 써요. 해가 가장 높이 오는 정오에 해의 높이 h를 재고, 그날 해의 적위 δ(항해력에 날짜별로 적혀 있어요)를 찾아 위도 = 90° − h + δ로 계산해요(해가 남쪽에 있을 때). 18세기에 나온 육분의(섹스턴트)는 흔들리는 배 위에서도 수평선과 해 사이의 각을 1′(60분의 1도) 가까이 잴 수 있었어요.

그림자 시계 놀이의 “정오 그림자 길이 → 해 높이 → 위도”가 바로 이 방법이에요.

하늘은 한 시간에 15°씩 돌아요. 그래서 “여기서 해가 남중한 순간, 출발한 항구(기준 경도)는 몇 시인가”를 알면 경도를 알 수 있어요. 한 시간 차이면 15°, 4분 차이면 1°예요. 문제는 몇 주씩 흔들리고 덥고 추운 바다 위에서 기준 시각을 지켜 줄 시계가 없었다는 거예요.

• 항해용 시계(크로노미터): 목수 출신 시계공 존 해리슨은 평생에 걸쳐 시계를 만들었어요. 네 번째 시계 H4는 1761~62년 자메이카까지 가는 시험 항해에서 81일 동안 5초 남짓만 틀렸다고 전해져요.
• 달 거리법: 달은 별 사이를 한 시간에 약 0.55°(제 지름쯤)씩 옮겨 가요. 하늘에 걸린 시계 바늘인 셈이에요. 달과 밝은 별 사이의 각을 육분의로 재서, 미리 계산된 표(1767년부터 나온 영국 항해력)와 맞추면 그리니치 시각을 알 수 있었어요. 계산이 길고, 각을 1′만 틀려도 경도가 0.5°쯤 틀렸어요.

크로노미터가 값싸지면서 19세기에는 시계 쪽이 표준이 됐고, 지금은 GPS 위성이 아주 정확한 원자시계로 같은 일을 해요. 위치를 아는 일은 결국 정확한 시각을 아는 일이에요.

SkyGuessr도 같은 원리예요. 별이 도는 중심의 높이로 위도를, 하늘 시계와 세계 시계의 차이로 경도를 맞혀요.