우선 천동설에 대해서 먼저 말씀드릴게요.

그리스의 천문학자이자 지리학자인 프톨레마이오스는 '천동설' 을 주장했습니다.

천동설(天動說 ; 하늘이 움직이는 이론) 은, 우주의 중심에 지구가 있다,
즉 우주와 태양계의 중심이 지구이며, 그 주위를 태양과 달, 행성들이 돌고 있다는 우주관입니다.

이때 지구 주위를 도는 큰 원을 이심원이라고 하고,
주궤도(이심원) 위에 중심을 둔 작은 원을 주전원이라고 합니다. (페이지 아래쪽 그림자료 참고;)

당시 사람들이 주전원을 둔 것은 행성들의 역행(동→서로 이동) 현상을 설명하기 위해서였습니다.

행성이 이심원의 바깥쪽 주전원을 돌 때는 서→동 으로 이동하므로 순행,
이심원의 안쪽 주전원을 돌 때는 동→서 로 이동하는 것처럼 보이므로 역행 이 됩니다.

또 내행성(그림에서 수성과 금성)의 주전원의 중심을 항상 지구와 태양을 잇는 일직선상에 둠으로써
내행성이 관측되는 위치가 태양으로부터 멀리 벗어나지 않게 하여
내행성의 최대이각을 설명할 수 있습니다.
(실제로 수성과 금성은 태양 부근에서, 새벽 동쪽 하늘 또는 초저녁의 서쪽 하늘에서만 관측됩니다.)

이러한 프톨레마이오스의 천동설은 천 년 이상 믿어져 왔지만,
코페르니쿠스는 우주 체계가 너무 복잡하다고 생각했고, 새로운 이론을 만들었습니다.

즉, 코페르니쿠스(1473~1543)는 '지동설(地動說 ; 지구가 움직이는 이론)'을 주장했습니다.
우주의 중심에 태양이 있고, 태양 주위를 지구 등의 행성이 공전하며,

행성 주위를 위성이 공전한다는 우주관입니다.

코페르니쿠스의 지동설로는 이심원과 주전원의 도입 없이 행성의 운동을 설명할 수 있었습니다.

하지만 코페르니쿠스의 지동설은 지구와 태양의 위치만 바꾼 것이기 때문에
행성의 운동(행성의 타원 궤도, 공전 속도의 변화)을 완벽하게 설명하지 못했습니다.
(행성의 공전 궤도의 법칙에 대해서는 후에 케플러에 의하여 정리되었습니다.)

게다가 코페르니쿠스는 지동설을 뒷받침할 관측 자료를 제시하지 못했기 때문에 한동안 인정받지 못했습니다.

그런데 시간이 지날수록 천동설로는 설명할 수 없는 천문 현상이 계속 발견되었습니다.

티코 브라헤(1546~1601)는 코페르니쿠스의 지동설이

천동설보다 행성의 운동을 설명하는 데에 더 좋다고 생각했습니다.
하지만 당시의 측정 기구로는 지동설의 확실한 증거인 연주 시차를 측정하지 못했습니다.
(별의 연주 시차는 지구가 태양 둘레를 공전하기 때문에 관측되는 현상이며 그 값이 0.8″이하로 매우 작습니다.)

대신 티코 브라헤는 두 우주관을 절충한 절충설(티코 브라헤의 천동설)을 제안했습니다.
우주의 중심은 지구이지만, 행성들이 태양의 주위를 돌고, 그 태양은 지구 주위를 돈다는 내용입니다.

절충설로는 행성의 역행 현상과 내행성의 최대 이각, 내행성의 반달 이상의 위상 변화를 모두 설명할 수 있었습니다. 행성의 순행과 역행은 지구와의 공전 속도 차이로 생기며, 수성과 금성이 항상 태양 근처에 위치하기 때문에

(지구 안쪽 궤도를 돌아서) 내행성의 최대 이각도 설명할 수 있었죠.

티코 브라헤는 세상을 떠나기 전에 그의 천체 수집 자료를 제자 케플러에게 전해 주었습니다.

케플러(1571~1630)는 브라헤의 관측 자료를 분석하여 케플러의 법칙(행성 운동 법칙)을 발견했습니다.

케플러 제 1법칙(타원 궤도의 법칙) : 행성의 공전 궤도는 타원이고, 태양은 초점에 있다.

케플러 제 2법칙(면적 속도 일정의 법칙) : 태양과 행성을 잇는 가상의 선은 같은 시간에 항상 같은 면적을 지나간다.

옆의 그림에서 '넓이 A 는 넓이 B 와 같다'는 이론...

케플러 제 3법칙(조화의 법칙) : 행성 공전 주기의 제곱은 공전 궤도의 긴반지름의 세제곱에 비례한다.

케플러의 발견은 지동설을 추측의 형태에서 머무는 것에서 벗어나 수학적으로 접근할 수 있도록 해 주었습니다.

한편 갈릴레이(1564~1642)는 스스로 망원경을 만들어 목성의 4대 위성(이오, 가니메데, 칼리스토, 에우로파)을 발견했습니다. 이는 모든 천체가 지구 주위를 돈다는 천동설을 부정하는 근거가 되었습니다.
또한 금성이 반달 이상의 모양으로도 나타남을 관측하여 태양 중심설을 확실히 해 주었습니다.
(천동설로는 내행성의 위상이 항상 초승달이나 그믐달 모양으로 관측되어야 하기 때문)

뉴턴(1642~1727)은, 케플러의 법칙과 갈릴레이의 관측을 바탕으로 만유 인력의 법칙을 발견하였습니다.
간단하게 말해서, 중력이 케플러의 행성 운동 법칙을 설명하는 데에 그치지 않고

모든 물체에 적용 가능하게 일반화하였습니다. 천체 역학의 기초를 쌓았다고 할 수 있겠죠.

그 후 독일의 베셀(1784~1846)이 1838년에 백조자리 61번 별의 연주 시차를 측정하였습니다.
베셀의 별의 시차 측정으로 인해 지구의 공전은 확실해졌고, 다른 별까지의 거리도 측정할 수 있게 되었습니다.

적어놓고 보니 알아보기가 어려울 듯 하네요'-'; 정리하자면 다음과 같습니다^^

프톨레마이오스의 천동설(지구 중심설)

- 우주와 태양계의 중심은 지구이며, 그 주위를 태양과 달, 행성들이 돌고 있다는 설
- 주전원 도입 → 행성들의 역행 현상을 설명
- 내행성의 주전원 중심은 항상 태양-지구를 잇는 선 위에 있음 → 내행성의 최대 이각 설명
* 내행성의 반달~보름달 모양의 위상 변화는 설명하지 못함
  (천동설에서 내행성은 지구와 태양 사이를 벗어나지 못하므로 항상 반원 이하의 위상이 만들어짐)
* 별의 연주 시차를 설명하지 못함

티코 브라헤의 천동설(절충설)

- 천동설과 지동설을 절충함
- 행성의 역행 현상, 내행성의 최대 이각, 금성의 위상 변화 모두 설명 가능함
* 별의 연주 시차는 설명하지 못함

지동설(태양 중심설)

- 우주의 중심은 태양이며, 태양 주위를 행성이 공전하고, 행성 주위를 위성이 공전한다는 설
- 태양에서 멀리 떨어진 행성일수록 공전 속도라 느려짐
- 행성의 순행 및 역행 → 지구와의 공전 속도 차이로 생김
- 내행성의 최대 이각 및 위상 변화 → 행성이 지구보다 안쪽 궤도를 공전하여 생김
- 별의 연주 시차 설명 가능

지동설의 근거
- 갈릴레이의 목성의 4대 위성 관측 → 모든 천체는 지구를 중심으로 돈다는 설에 반대됨
- 태양의 흑점과 달 표면의 크레이터들 → 모든 천체는 흠이 없는 완전한 원형의 물체라는 천동설에 반대됨
- 금성의 위상, 크기(시직경) 변화 → 지동설에 의해서만 설명 가능함
- 베셀의 연주 시차 측정 → 지구 공전의 근거

수능 준비하면서 정리하는 겸 적어보았습니다(4시간 넘게 걸렸어요^^) 도움이 되었으면 좋겠어요~

이건 그냥 보너스 ㅋㅋ

그림 출처 : (흑백) 2009학년도 수능 지구과학1 문제 7번 그림자료
                 (컬러) 고등학교 지구과학 교과서(교학사) p.198