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갈릴레오 갈릴레이의 진자의 등시성 발견
“그래도 지구는 돈다.”는 말로 과학자와 발명가라기보다 더 알려진 갈릴레오 갈릴레이. 망원경을 발명하여 별들의 움직임을 관찰했던 갈릴레오 갈릴레이는 지구는 고정되어 있고 태양을 비롯한 태양-달-별들이 움직인다는 프톨레마이오스의 천동설로는 설명되지 않는 우주의 질서를 발견하고 누구도 입에 담거나 글로 쓰지 못했던 코페르니쿠스의 지동설을 입증했다. 이로 인해 로마 종교 재판정에 서게 되었고 죽음의 위협 앞에서 안타깝게도 자신의 신념을 굽히기는 했으나 재판정을 나서면서 중얼거렸던 말이다.
‘양수·관계용 장치’를 발명하여 1475년부터 1550년까지 75년 동안 존속되며 10년 동안의 독점권리가 주어진 세계 최초의 베네치아공화국 특허법으로 1594년 특허를 받은 발명가이자 물리학자 겸 천문학자이자 수학자이기도 했던 갈릴레오 갈릴레이.
르네상스 시대의 발명문화를 꽃피우기도 했던 갈릴레오 갈릴레이의 수많은 발견 중에는 전자의 등시성이 있다.
그렇다면 우리 주변의 근대 발명품에도 응용되고 있는 진자의 등시성이란 어떻게 발견되었고, 그 원리는 어떤 것인가?
수많은 세계적인 발견이 그러했듯이 진자의 등시성도 우연한 발견으로 알려지고 있다. 때는 1583년 갈릴레오 갈릴레이가 19세 때로 거슬러 올라간다. 어느 날 갈릴레오 갈릴레이는 이탈리아의 피사에 있는 한 성당에서 천장에 길게 드리워진 등이 조용히 흔들리고 있는 모양을 한참 동안 지켜보고 있었다. 이 같은 일은 한두 번이 아니었는데 이날은 색 따른 생각이 들었다. 천장에 길게 드리워진 등이 흔들리는 폭은 점점 줄어들지만 한 번 흔들리는데 걸리는 시간은 같은 것처럼 느껴진 것이다.
호기심이 발동한 갈릴레오 갈릴레이는 등이 한번 왕복하는 시간을 측정해 보기로 했다. 처음에는 별다른 현상을 발견하지 못했다. 자신의 손목 맥박을 짚고 시간을 염두에 두고 측정한 결과 모든 측정의 공통점을 발견하게 되었다. 그것은 진자가 한번 흔들리는데 걸리는 시간은 진폭과 관계없이 일정하다는 것이었다. 진자의 등시성을 발견한 것이다.
갈릴레오 갈릴레이의 이 발견은 해시계-물시계-모래시계에서 시작된 원시 형태의 시계가 근래의 추 시계로 발달하게 하는 등 르네상스 시대의 산업발전에 필요한 수많은 발명을 탄생시키는데도 크게 기여하였다. 한마디로 중세 기독교 중심의 세계관에서 벗어나 자유로운 학문의 길이 봇물 터지듯 열리던 르네상스 시절에 갈릴레오 갈릴레이는 신(神) 중심의 비과학을 벗어나 과학과 발명이 진정한 학문으로 성립되는 기반을 닦은 근대 과학의 아버지였다 할 수 있다.
참고로 베네치아공화국 특허법으로 특허를 받은 발명은 약 100건인 것으로 알려지고 있다.
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