레오나르도 다빈치, 500년 전에 중력이 가속도에 해당한다는 사실 인식
- 기초과학 / 문광주 기자 / 2023-02-15 11:04:24
3'10" 읽기
- Codex Arundel의 원고 페이지에서 발견한 다빈치의 그림과 계산
- Da Vinci는 중력 상수를 계산하려고 시도했고 97% 정확
- 올바른 방정식은 당시 시간 측정의 제한성 때문
Leonardo da Vinci는 진정한 천재였다. 그는 독특한 예술 작품을 만들고 건물, 기계 및 놀랍도록 현대적인 항공기를 고안 및 개발했으며 수학, 의학 및 천문학을 다루었다. 다빈치는 공부한 적은 없지만 많은 아이디어에서 시대를 앞서갔다. 오늘날까지 완전히 연구되지 않은 다빈치의 광범위한 작업은 감탄을 불러일으키며 문화유산의 일부다.
다빈치의 스케치에서 찾을 수 있는 기회
California Institute of Technology의 Morteza Gharib와 그의 동료들은 지금까지 다빈치의 알려지지 않은 업적을 우연히 발견했다. Gharib는 1480년부터 1518년까지의 다빈치의 노트와 그림 모음인 코덱스 아룬델(Codex Arundel)에서 일련의 스케치를 발견했을 때 항공학 학생들을 위해 유체 역학에 대한 다빈치의 그림을 찾고 싶었다.
스케치 시트에서 Da Vinci는 둥근 입자가 비스듬히 땅에 떨어지는 그릇을 그렸다. 입자 옆에 있는 삼각형은 각도를 나타내는 것 같았다. "저를 놀라게 한 것은 이 삼각형 중 하나인 직각 삼각형의 빗변 옆에 있는 'Equatione di Moti'라는 라벨이었다"고 Gharib는 보고했다. "레오나르도가 정확히 무엇을 의미했을지 궁금했다." 따라서 연구원은 동료들과 함께 다빈치의 전형적인 거울 쓰기로 작성된 이 스케치 시트의 텍스트를 가져갔다.
가속의 한 형태로서의 중력
분석 결과 놀라운 사실이 밝혀졌다.
레오나르도 다빈치는 분명히 500년 전에 중력에 대한 실험과 고려 사항을 개발했으며 이는 그의 시대를 훨씬 앞섰다. 그는 중력이 가속의 한 형태에 해당한다는 것을 인식했기 때문이다. 그의 노트에서 다빈치는 이를 증명하는 실험을 설명했다. 물이나 모래가 흘러나오는 동안 스케치에 묘사된 용기를 지면과 평행하게 움직이면 그것들은 일정한 속도로 땅에 떨어지지 않을 것이니다.
Da Vinci는 이 실험이 중력에 의한 가속도가 무엇인지 알아내는 데에도 사용될 수 있다는 것을 깨달았다. 중력 가속도에 해당하는 속도로 선박을 정확히 가속하면 쏟아지는 모래의 움직임은 직각 삼각형을 따라야 한다. 두 개의 동일한 페이지가 일치하는 경우--그 이미지는 Gharib가 알아차린 것이다.
Da Vinci의 비문 "Equatione di Moti"는 움직임의 등가와 같은 것을 의미한다. "따라서 Da Vinci는 두 직교 운동의 동등성을 인식했다. 하나는 중력의 영향을 받고 다른 하나는 실험자에 의해 영향을 받는다"고 연구원들은 말했다.
다빈치의 공식은 딱 맞았다.
이것은 레오나르도 다빈치가 이미 1500년 경에 중력의 본질적인 속성을 이해했고 심지어 중력 가속도를 결정하려고 시도했음을 의미한다. 이를 기반으로 한 수학적 계산에서 르네상스 독학자는 Gharib와 그의 동료들이 설명하는 것처럼 중력 상수에 97%까지 근접할 수 있었다. 중력에 대한 수학적으로 정확한 설명은 약 100년 후인 1604년에 갈릴레오 갈릴레이가 떨어지는 물체의 가속도를 공식으로 설명했을 때에야 성공했다.
다빈치는 떨어지는 물체에 대한 중력의 영향 원리도 이해했지만 여전히 잘못된 공식을 사용했다. "그는 낙하 물체가 이동한 거리가 낙하 시간의 제곱이 아니라 낙하 시간에 비례한다고 설명했다. 그러나 이것으로 da Vinci는 실제 연결에 상대적으로 가까워졌다. 어쨌든 그는 중력이 떨어지는 물체를 균일하게 가속한다는 것을 깨달았다.
"시대를 훨씬 앞서가다"
Gharib와 그의 팀은 Da Vinci의 스케치를 사용하여 그의 계산 착오에 대한 이유도 확인했다. 그가 묘사한 실험은 그의 공식과 올바른 공식이 거의 동일한 결과를 제공하는 기간을 정확히 다루고 있다. 연구원들에 따르면 제한된 기술적 가능성(예: 시간 측정)이 독창적인 사상가이자 발명가가 올바른 방정식을 제시하지 못한 근거가 됐다.
"다빈치가 이미 1500년에 이 문제를 다루었고 지금까지 도달했다는 사실은 그가 시대를 얼마나 앞서갔는지를 보여준다"고 Gharib는 말했다.
(Leonardo, 2022; doi: 10.1162/leon_a_02322)
출처: California Institute of Technology
- Codex Arundel의 원고 페이지에서 발견한 다빈치의 그림과 계산
- Da Vinci는 중력 상수를 계산하려고 시도했고 97% 정확
- 올바른 방정식은 당시 시간 측정의 제한성 때문
레오나르도 다빈치와 중력
천재의 메모는 중력에 대한 놀랍도록 발전된 이해를 보여준다.
시대를 훨씬 앞서간 레오나르도 다빈치는 중력에 대한 놀랍도록 현대적인 이해를 가지고 있었다. 500년 이상 전에 그는 중력이 가속도에 해당한다는 사실을 인식하고 이를 증명하기 위한 실험을 고안했다. 이것은 연구자들이 Codex Arundel의 원고 페이지에서 발견한 다빈치의 그림과 계산에 의해 밝혀졌다. Da Vinci는 중력 상수를 계산하려고 시도했고 97% 정확했다.
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| ▲ 레오나르도 다빈치의 중력 실험 스케치. © historisch / Caltech |
Leonardo da Vinci는 진정한 천재였다. 그는 독특한 예술 작품을 만들고 건물, 기계 및 놀랍도록 현대적인 항공기를 고안 및 개발했으며 수학, 의학 및 천문학을 다루었다. 다빈치는 공부한 적은 없지만 많은 아이디어에서 시대를 앞서갔다. 오늘날까지 완전히 연구되지 않은 다빈치의 광범위한 작업은 감탄을 불러일으키며 문화유산의 일부다.
다빈치의 스케치에서 찾을 수 있는 기회
California Institute of Technology의 Morteza Gharib와 그의 동료들은 지금까지 다빈치의 알려지지 않은 업적을 우연히 발견했다. Gharib는 1480년부터 1518년까지의 다빈치의 노트와 그림 모음인 코덱스 아룬델(Codex Arundel)에서 일련의 스케치를 발견했을 때 항공학 학생들을 위해 유체 역학에 대한 다빈치의 그림을 찾고 싶었다.
스케치 시트에서 Da Vinci는 둥근 입자가 비스듬히 땅에 떨어지는 그릇을 그렸다. 입자 옆에 있는 삼각형은 각도를 나타내는 것 같았다. "저를 놀라게 한 것은 이 삼각형 중 하나인 직각 삼각형의 빗변 옆에 있는 'Equatione di Moti'라는 라벨이었다"고 Gharib는 보고했다. "레오나르도가 정확히 무엇을 의미했을지 궁금했다." 따라서 연구원은 동료들과 함께 다빈치의 전형적인 거울 쓰기로 작성된 이 스케치 시트의 텍스트를 가져갔다.
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| ▲ Leonardo Da Vinci가 처음으로 모형 비행기를 실험한 피렌체 근처 Fiesole의 Villa Montececeri (출처:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Villa_Montececeri,_01.JPG) |
가속의 한 형태로서의 중력
분석 결과 놀라운 사실이 밝혀졌다.
레오나르도 다빈치는 분명히 500년 전에 중력에 대한 실험과 고려 사항을 개발했으며 이는 그의 시대를 훨씬 앞섰다. 그는 중력이 가속의 한 형태에 해당한다는 것을 인식했기 때문이다. 그의 노트에서 다빈치는 이를 증명하는 실험을 설명했다. 물이나 모래가 흘러나오는 동안 스케치에 묘사된 용기를 지면과 평행하게 움직이면 그것들은 일정한 속도로 땅에 떨어지지 않을 것이니다.
Da Vinci는 이 실험이 중력에 의한 가속도가 무엇인지 알아내는 데에도 사용될 수 있다는 것을 깨달았다. 중력 가속도에 해당하는 속도로 선박을 정확히 가속하면 쏟아지는 모래의 움직임은 직각 삼각형을 따라야 한다. 두 개의 동일한 페이지가 일치하는 경우--그 이미지는 Gharib가 알아차린 것이다.
Da Vinci의 비문 "Equatione di Moti"는 움직임의 등가와 같은 것을 의미한다. "따라서 Da Vinci는 두 직교 운동의 동등성을 인식했다. 하나는 중력의 영향을 받고 다른 하나는 실험자에 의해 영향을 받는다"고 연구원들은 말했다.
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| ▲ 다이빙 마스크 디자인의 Codex Arundel |
다빈치의 공식은 딱 맞았다.
이것은 레오나르도 다빈치가 이미 1500년 경에 중력의 본질적인 속성을 이해했고 심지어 중력 가속도를 결정하려고 시도했음을 의미한다. 이를 기반으로 한 수학적 계산에서 르네상스 독학자는 Gharib와 그의 동료들이 설명하는 것처럼 중력 상수에 97%까지 근접할 수 있었다. 중력에 대한 수학적으로 정확한 설명은 약 100년 후인 1604년에 갈릴레오 갈릴레이가 떨어지는 물체의 가속도를 공식으로 설명했을 때에야 성공했다.
다빈치는 떨어지는 물체에 대한 중력의 영향 원리도 이해했지만 여전히 잘못된 공식을 사용했다. "그는 낙하 물체가 이동한 거리가 낙하 시간의 제곱이 아니라 낙하 시간에 비례한다고 설명했다. 그러나 이것으로 da Vinci는 실제 연결에 상대적으로 가까워졌다. 어쨌든 그는 중력이 떨어지는 물체를 균일하게 가속한다는 것을 깨달았다.
"시대를 훨씬 앞서가다"
Gharib와 그의 팀은 Da Vinci의 스케치를 사용하여 그의 계산 착오에 대한 이유도 확인했다. 그가 묘사한 실험은 그의 공식과 올바른 공식이 거의 동일한 결과를 제공하는 기간을 정확히 다루고 있다. 연구원들에 따르면 제한된 기술적 가능성(예: 시간 측정)이 독창적인 사상가이자 발명가가 올바른 방정식을 제시하지 못한 근거가 됐다.
"다빈치가 이미 1500년에 이 문제를 다루었고 지금까지 도달했다는 사실은 그가 시대를 얼마나 앞서갔는지를 보여준다"고 Gharib는 말했다.
(Leonardo, 2022; doi: 10.1162/leon_a_02322)
출처: California Institute of Technology
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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