휴대용 해시계 ‘원구일영’ 작동원리 풀렸다

문화재·천문 전문가 등 모여 복원
위도별 수평 맞춰 북극고도 조정
스마트폰 시계와 ±7.5분 오차

어느 지역에서나 시간을 측정할 수 있도록 고안된 조선 후기 휴대용 해시계인 ‘원구일영(圓球日影)’의 원리가 밝혀졌다.

19일 과학기술정보통신부 국립중앙과학관과 문화재청 국립고궁박물관에 따르면 원구일영은 공 모양의 해시계로, 1890년 제작한 것으로 추정된다. 원구 지름은 9㎝, 전체 높이는 23.8㎝ 정도다. 문화재청이 지난 3월 미국의 한 경매에서 낙찰받아 국내에 들여왔다.

국내 연구진이 복원한 원구일영. 위도와 태양의 방향 등에 맞춰 두 개의 반구와 조정장치, 영침을 움직여 어느 지역에서나 시간을 알 수 있다. 국립중앙과학관 제공

두 개의 반구가 맞물려 각종 장치를 조정하면서 시간을 읽을 수 있게 만들어졌는데, 일부 부품이 없거나 고장 나 정확한 원리를 알 수 없었다.

이에 문화재·천문·시계·기상 등 각 분야 전문가들이 모인 연구팀은 문헌 조사와 유물 3D 스캔과 X-레이 등을 이용해 원구일영을 복원하고, 서울(경복궁)과 대전, 제주에서 시간 측정 실험을 수행했다. 연구 결과 원구일영은 달라진 위도에 따라 수평을 맞추고, 조정장치로 그 지점의 북극고도(지구 자전축의 북극이 향하는 방향)를 조정하는 방식이었다. 남반구를 좌우로 돌려 T자형 영침(해그림자를 만드는 뾰족한 막대) 그림자가 긴 홈 안으로 들어가게 맞춘 뒤 영침 끝이 지시하는 북반구의 시각 표시를 읽는다.

연구팀이 현대의 스마트폰 시계와 원구일영이 가리키는 시간을 비교해보니 오차는 ±7.5분 이내였다.

이진경 기자 ljin@segye.com