진짜 달의 위상과 일식·월식이 있는 게임 — 달에서 올려다보는 것까지

Openworld는 통째로 둥근 행성 위의 복셀 샌드박스예요. 곧장 걸으면 출발한 곳으로 돌아오고, 날아갈 수 있는 달이 있어요. Mac(네이티브 Apple Silicon), Windows, Linux에서 돌아가요. 이 가이드는 그 하늘에 관한 이야기예요. 달은 왜 모양이 바뀌는지, 진짜 지구에서는 드문 식이 게임에서는 왜 자주 일어나는지, 그리고 달에서 식을 보면 무엇이 보이는지요.

진짜 궤도에서 달의 위상은 어떻게 생기나요?

달 자체에는 위상이 없어요. 달은 공일 뿐이고, 태양은 언제나 달의 정확히 절반만 비춰요. 바뀌는 건 그 절반을 보는 각도예요. 달이 나와 태양 사이에 있으면 밝은 쪽이 반대를 향해요. 삭이에요. 달이 지구 건너편에 있으면 밝은 쪽을 정면으로 봐요. 보름달이에요. 그 사이에서는 낮 쪽과 밤 쪽을 조금씩 보게 되어 초승달, 반달, 차오르는 달이 돼요. 밝은 비율은 (1 + cos α) / 2이고, α는 태양-달-지구가 이루는 각이에요.

Openworld는 정확히 그렇게 해요. 게임은 태양, 지구, 달의 위치를 궤도(케플러 방정식, 실제 이심률)로 매 순간 계산하고, 달을 진짜 구체로 태양 방향에서 비춰 픽셀 하나하나 그려요. 어디에도 그려 넣은 위상은 없어요. 초승달은 공의 그림자예요. 기하학이니까 같은 계산이 거꾸로도 통해요. 달에 서면 지구의 위상이 보여요. 지구의 하늘에 삭이 떠 있을 때 지구는 가득 차 있고, 그런 식이에요.

• 25분지구의 하루
• 29.5신월에서 다음 신월까지의 일수
• 약 12시간 20분한 달 주기에 걸리는 실제 시간
• 3651년의 일수(실시간으로 약 6일)

그게 게임에 어떻게 들어갈까요? 태양계 전체가 축소돼요. 거리는 6.371로 나누고(지구 반지름은 1,000 km), 시간은 57.6으로 나눠요(하루는 25분). 둘이 함께 줄어들기 때문에 하늘의 기하학은 그대로예요. 천체 사이의 각도, 위상, 한 달의 29.5일은 실제와 같아요.

왜 매달 일식·월식이 일어나지 않을까요?

신월마다 달은 지구와 태양 사이를 지나가고, 보름달마다 지구 뒤쪽으로 지나가요. 그런데 왜 실제 지구에서는 한 달에 일식·월식이 두 번씩 일어나지 않을까요? 달의 궤도가 지구의 공전 궤도(황도)에 대해 약 5.1° 기울어 있기 때문이에요. 대부분의 달에는 달이 태양과 지구를 잇는 선의 살짝 위나 아래를 스치듯 지나가서 그림자가 빗나가요.

두 궤도는 교점이라는 두 지점에서 만나요. 신월이나 보름달이 교점 가까이에서 일어날 때만 일식·월식이 가능하고, 그런 때는 약 173일 간격으로 1년에 두 번 오는 식 시즌이에요. 그래서 실제 지구에서는 일식·월식을 합쳐 1년에 4번에서 7번 볼 수 있어요. 24번이 아니라요.

일식과 월식, 게임에서는 어떻게 보일까요?

일식은 신월에 일어나요. 달이 그림자 속에 서 있는 사람들에게서 태양을 가려요. 월식은 보름달에 일어나요. 달이 지구의 그림자 속으로 들어가고, 밤인 쪽에 있는 모두가 그 모습을 봐요. 그림자는 두 부분으로 되어 있어요. 본영에서는 태양이 완전히 가려져요. 그 둘레의 반영에서는 태양 원반의 일부만 가려지고요.

일식이 일어나는 동안

게임은 서 있는 자리에서 태양 원반이 얼마나 가려졌는지를 천문관과 같은 렌즈 모양 겹침으로 재요. 그렇게 부분식, 개기식, 금환식이 나와요(달이 조금 멀어 태양 전체를 덮지 못할 때예요. 지구에서처럼 타원 궤도 위 달의 거리에 달려 있어요). 부분식 단계는 양쪽으로 약 2분씩 이어지고, 개기 자체는 몇 초뿐이에요. 게임 시간이 우리 시간보다 57.6배 빠르게 흐르기 때문이에요.

그리고 빛이 그대로 따라가요. 월드의 햇빛은 태양의 높이에 보이는 원반 비율을 곱한 값이라서, 개기 상태에서는 지형도 하늘도 크리처도 모두 어두워져요. 검은 달 둘레에는 빛의 왕관 코로나가 나타나고요. 크리처의 뇌도 같은 햇빛을 읽어요. 최대 밝기의 4분의 1 아래로 내려가면 스포너가 그걸 밤으로 세요. 그래서 한낮에도 밤 크리처가 나올 수 있고, 햇빛에 타는 녀석들은 잠시 한숨 돌려요. 일식 동안의 태양광 패널도 발전량이 줄어요. 출력이 같은 빛을 따라가거든요.

월식 동안, 그리고 진짜 달이 붉어지는 이유

밤인 쪽에서 보름달이 지구의 그림자에 들어가면 한쪽 가장자리부터 시작해 온통 어두워져요. 실제로는 새까매지지 않고 구릿빛 붉은색이 돼요. 지구의 대기가 햇빛을 조금 굽혀서 본영 안으로 보내고, 그 길에서 공기가 파란빛을 흩어 버려요(노을이 붉은 것과 같은 이유예요). 개기월식 중인 달은 지구의 모든 일출과 일몰이 한꺼번에 비추는 빛을 받아요.

달에서 보는 일식은 어떤 모습일까요?

여기가 가장 멋진 부분이에요. 지구에서 보는 월식은 달에서 보면 일식이에요. 그 순간 달 위에 서 있으면 지구가 태양 앞을 지나가는 모습이 보여요. 거기서 보는 지구는 너비가 약 1.9°로 태양보다 3.7배 넓어서 쉽게 태양을 덮고, 지구에서 달이 태양을 덮는 것보다 훨씬 오래 가려요. 태양이 사라지면 새까만 지구 둘레에 가느다란 고리가 빛나요. 모든 일출과 일몰로 빛나는 지구의 대기예요. 그 고리가 아래에서 보는 달을 붉게 물들여요.

Openworld에서도 같은 규칙으로 돌아가요. 일식 계산이 나와 태양 사이에 있는 모든 천체를 살피기 때문이에요. 달에서는 지구가 바로 그 천체예요. 태양 원반이 가려지고, 새까만 달의 하늘은 더 어두워지고, 회색 땅 위의 빛이 줄어요. 반대로 지구에서 일식이 일어나는 동안 달에서 올려다보면, 지구는 꽉 찬 모습이고 그 위로 달의 그림자가 미끄러져 가요. 직접 거기에 서 보고 싶다면 달 위에 서는 법을 보세요. 약한 중력과, 검은 하늘에 걸린 지구가 기다려요. 거기까지 가려면 로켓을 만드세요.

달에서는 지구가 하늘에서 거의 움직이지 않아요. 달은 언제나 같은 면을 지구에 보여 주거든요. 낮과 밤이 지나가고 지구는 위상이 바뀌지만, 수평선 위의 같은 자리에 걸려 있어요.

모든 천체에서의 일식·월식(그럼 화성은요?)

게임에는 “플레이할 일식·월식” 목록이 없어요. 태양계는 천체의 목록이고, 지금은 태양, 지구, 달이 각자의 궤도에 있어요. 어느 세계의 어느 지점이든 게임은 이렇게 물어요. 나와 태양 사이에 어떤 천체가 있고, 태양을 얼마나 가리고 있지? 그림자는 하늘에 보이는 천체 위에도 그려져요. 지구에서는 일식·월식이 달을 파고드는 모습을 보고, 달에서는 어두운 점이 지구를 가로질러 가는 모습을 봐요. 화성은 아직 게임에 없어요. 다른 세계가 들어오면 새 일식·월식 코드 없이 그 세계의 일식·월식도 함께 와요.

내 월드의 다음 일식은 언제일까요?

게임에는 일식·월식 달력이 없어요. 하늘이 곧 달력이에요. 한 달 주기마다 종류별로 하나씩 일어나니까, 달을 읽어 보세요.

• 가는 초승달이 뜨고, 이어서 달이 사라져요: 신월이 다가와요. 낮인 쪽 일부에 일식이 지나가요. 개기는 좁은 띠 위에서만 보이고, 다른 곳에서는 부분일식이에요.
• 밤마다 둥글어지는 달: 약 2주 뒤 보름달과 함께 월식이 와요. 밤인 쪽 어디서나 보여요.
• 한 주기는 게임 시간으로 29.5일, 플레이 시간으로 약 12시간이에요. 망원경(×4)으로 보거나, 삼각대 위에 천체망원경(×16)을 세워 그림자의 세부를 살펴보세요.
• 코로나를 보려면 절대 눈을 떼지 마세요. 개기 상태의 몇 초 동안만 나타나거든요.

그 둘레의 낮과 밤, 날씨

식은 진짜 낮과 밤 위에서 일어나요. 지구는 25분에 한 바퀴 돌고, 태양은 동쪽에서 뜨고, 축은 우리 지구와 같은 23.44° 기울어 있어서, 극 근처에서는 특별한 코드 없이도 백야와 극야가 생겨요. 새벽과 해질녘은 하늘을 태양 쪽으로 물들이고, 밤은 별로 가득해요. 지구의 모든 플레이어가 잠들면 밤이 지나가요. 달에서는 하루가 한 달 내내예요. 2주의 빛, 2주의 밤.

지구에서는 구름, 비, 눈, 폭풍이 몇 킬로미터 폭의 전선을 이루며 땅 위를 흘러가요. 그래서 내가 기다린 일식·월식을 가릴 수도 있어요. 달에는 공기가 없으니 날씨도 없어요. 늘 맑은 검은 하늘이에요.

게임이 시뮬레이션하는 것과 단순화한 것

Openworld는 무엇보다 게임이에요. 그래서 여러분이 실제로 볼 수 있도록 일부러 고른 선택도 있어요. 하지만 하늘에서 보이는 모든 건 우주에 있는 진짜 공들의 위치에서 나와요. 그래서 초승달도, 그림자도, 일식도 물리가 말하는 바로 그 자리에 나타나요. 마음에 들었다면 나머지 하늘과 우주 가이드에서 더 멀리 가 보세요. 로켓, 달, 비행이 기다려요.