백각환(百刻環)

간의, 소간의, 일성정시의의 한 부분으로, 적도면과 평행하게 설치하는 고리의 원주를 백각(百刻)으로 나누어 눈금을 새겨 넣은 둥근 태. 또는 적도면과 평행하게 설치하는 고리의 원주를 백각으로 나누어 눈금을 새겨 넣은 둥근 태.

개설

조선 세종대에 완성된 천체 관측 의기인 간의(簡儀), 소간의(小簡儀), 일성정시의(日星定時儀)의 한 부분으로 고리의 원주를 백각으로 나누어 눈금을 새겨 놓았으므로 일구백각환(日晷百刻環), 일구환(日晷環) 또는 백각환(百刻環)이라고 한다. 적도와 평행하게 원반형 고리로 설치하며 해의 위치나 그림자의 위치를 측정하여 낮 시간을 측정하는 해시계의 노릇을 한다.

연원 및 변천

간의는 원나라의 곽수경이 혼천의(渾天儀)를 간편하게 개량하여 만든 것이다. 1433년에 정초(鄭招), 정인지(鄭麟趾), 이천(李蕆) 등이 혼천의(渾天儀)를 완성했다(『세종실록』 15년 8월 11일). 소간의는 간의를 휴대할 수 있게 간편하게 만든 것이며, 1437년(세종 19)에 완성된 것으로 알려져 있다(『세종실록』 19년 4월 15일).

원나라의 관측기기는 아니고, 조선의 천문학자들이 창의적으로 만든 것이다. 일성정시의는 태양과 별로 시간을 정하는 관측기기라는 뜻이다. 『원사(元史)』에 별로 시각을 정한다는 언급은 있으나 그 측정 방법을 설명한 내용이 없으므로 세종이 밤과 낮을 이어 시간을 측정할 수 있는 도구를 만들라는 명하였다. 이에 따라 세종 19년 4월 15일에 일성정시의가 완성되었다.

모두 4벌을 만들었는데, 하나는 용모양으로 장식하여 궁궐 안 뜰에 두었고, 나머지는 장식이 없는 평이한 모양의 것들로 하나는 서운관(書雲觀)에 두고, 나머지 2개 는 평안도와 함길도의 병영에 보냈다. 일성정시의는 태양과 별의 일주운동을 이용하여 시간을 측정하는 도구이다. 『원사』에 그 구체적인 구조가 서술되어 있지 않으므로 조선의 과학자들이 창의적으로 만들어낸 관측 기기라고 볼 수 있다.

이들 간의, 소간의, 일성정시의에는 적도면과 나란한 고리들이 있는데, 그중에서 하루를 100각(刻)으로 나눈 당시의 시각 제도에 따라 백각의 눈금을 새긴 백각환이 있다. 이 고리는 해시계로 사용하기 위한 것이므로 일구환 또는 일구백각환이라고도 한다.

형태

1. 1. 그림1_00017253_일성정시의의 구조.(그림 출처:『천문을 담은 그릇』)

백각환에는 그림자로 태양의 위치를 측정하여 해시계로 사용하는 일구백각환(日晷百刻環)이 있고, 제성(帝星, β Umi)의 위치를 관측하여 시간을 측정하는 성구백각환(星晷百刻環)이 있다.

간의나 소간의에 있는 백각환도 그 용도와 사용법이 일성정시의와 비슷한데, 일성정시의에서는 적도(赤道)와 평행한 바퀴 원반에 주천도분환(周天度分環), 일구백각환, 성구백각환을 겹겹이 설치하고, 이 고리들의 공통 중심축에 정극환(定極環)을 설치하고, 일구백각환 위에서 빙글빙글 돌게 되어 있는 계형(界衡)의 양쪽 끝을 정극환과 실로 팽팽하게 설치한 구조이다. 백각환이란 이름은 그 위에 100각(刻)을 새기고 매 각(刻)을 여섯 등분하는 눈금을 새겼기 때문에 붙여졌다. 일구환(日晷環) 또는 일구백각환은 해시계로 사용하는 것이고 성구환(星晷環) 또는 성구백각환은 별시계 즉 북극주변의 제성을 관측하여 시간을 측정하는 기구이다. 실록 기록에 따르면, 일성정시의에 있는 백각환을 사용하는 방법은 간의의 사용법과 같다고 하는데, 정극환에서 계형(界衡)에 팽팽하게 설치한 실이 드리우는 태양의 그림자가 서로 일치하도록 계형을 회전시킨 다음 일구환의 눈금을 읽어서 시간을 측정한다.

참고문헌

• 한국천문연구원 창의선도과학본부 고천문그룹, 『천문을 담은 그릇』, 한국천문연구원, 2013.