Flinders bar
Artifact
철이나 강철로 만든 배 위에서 자기 나침반은 지구 자기장만 읽지 않는다. 선체와 기관, 화물 같은 주변 철이 영구 자성과 유도 자성을 띠면서 나침반이 놓인 자리의 자기장을 바꾼다. 그 결과 같은 배의 나침반도 침로, 자기 위도, 선체의 기울기에 따라 서로 다른 편차를 보일 수 있다.
플린더스 막대는 비너클 가까이에 수직으로 세우는 연철 막대다. 연철은 지구 자기장에 놓이면 유도 자성을 띠므로, 막대의 위치와 양을 조절하면 선체의 수직 유도 자성이 만든 편차와 반대되는 성분을 만들 수 있다. 이 장치는 선체의 자성을 제거하지 않는다. 나침반 주변에 계산된 교란을 하나 더 놓아 두 자기 효과가 부분적으로 상쇄되게 한다.
막대는 보통 여러 길이의 연철 조각으로 구성된다. 필요한 철은 수납부 위쪽에 놓고, 아래쪽에는 나무 간격재를 넣어 나침반 카드와의 상대적 높이를 맞춘다. 정확한 양은 한 장소의 관측만으로 정하기 어렵다. 미국 국가지리정보국의 나침반 조정 지침은 충분히 떨어진 두 자기 위도에서 얻은 신뢰할 만한 편차 자료가 일반적으로 필요하다고 설명한다.
Observation
Royal Museums Greenwich가 소장한 1929년 플린더스 막대 세트에는 서로 다른 길이로 보정된 연철 막대 여덟 개가 황동 상자에 들어 있다. 하나의 고정된 ‘정답 막대’보다, 필요한 철의 양과 높이를 바꿀 수 있는 조정 세트에 가깝다.
같은 박물관의 1876년 톰슨(훗날 켈빈)식 비너클에는 자석과 연철 구가 함께 배치된다. 각 보정자는 서로 다른 편차 성분을 맡는다. 플린더스 막대가 수직 유도 자성의 효과를 줄인 뒤에도 다른 영구·유도 자성 성분은 자석과 구로 조정해야 한다.
조정이 끝나도 나침반은 완전히 ‘무오차’가 되지 않는다. 남은 편차는 침로별 편차표에 기록되고, 선체의 자성이나 화물이 바뀌면 다시 점검한다. 교정은 물체 하나의 속성을 영구히 고친 사건이 아니라, 배·장소·자세·지구 자기장 사이의 관계를 주기적으로 다시 맞추는 작업이다.
Multiple Lenses
오차를 없애지 않고 오차를 더했다
플린더스 막대는 방해하는 자기장을 차폐하거나 지우지 않는다. 예측 가능한 반대 성분을 가까이에 만들어, 나침반 자리에서 합성된 자기장이 더 유용해지게 한다. 정확성은 무교란 상태가 아니라 통제된 중첩에서 생긴다.
위도가 부품의 양을 결정했다
선체와 막대의 유도 자성은 지구 자기장의 수직 성분에 함께 반응한다. 그래서 한 위도에서 맞춘 결과만으로는 다른 위도에서 어떤 성분이 남는지 분리하기 어렵다. 멀리 떨어진 두 자기 위도의 관측이 막대 길이를 정하는 실험이 된다.
수납부의 높이가 계산의 일부였다
같은 양의 철이라도 나침반 카드와의 거리가 달라지면 효과가 달라진다. 막대를 위에, 나무 간격재를 아래에 두는 배치는 단순 보관법이 아니다. 물질의 양과 상대 위치를 하나의 조정값으로 묶는 공간 계산이다.
편차표는 실패 목록이 아니었다
보정 뒤 남은 침로별 오차를 적은 편차표는 장치가 불완전하다는 고백이 아니라, 교정이 적용되는 조건의 지도다. 항해자는 ‘교정된 나침반’이라는 이름 대신 현재 침로에서 남은 관계적 오차를 읽는다.
Twist
플린더스 막대의 역설은 나침반을 더 정확하게 만들기 위해 나침반 곁에 자화될 철을 일부러 가져온다는 데 있다. 보통 측정의 순수성은 방해물을 치우는 것으로 상상되지만, 이 장치는 방해와 같은 종류의 물질을 정해진 자리에 놓는다.
더구나 막대는 독립적인 기준이 아니다. 선체와 막대는 같은 지구 자기장에 반응하고, 그 반응의 크기는 배가 있는 자기 위도에 따라 변한다. 하나의 오차를 반대 오차로 상쇄하려면 두 오차가 환경 변화에 어떻게 함께 달라지는지를 알아야 한다.
따라서 나침반의 정확성은 나침반 내부에만 있지 않다. 비너클 주위의 막대와 구, 선체의 자성, 현재 침로, 위도별 관측, 편차표가 함께 만들어 낸 임시적이고 관리되는 상태다.
Core Question
철로 만든 배가 지구 자기장을 자기 몸 안에서 왜곡하고, 그 오차를 줄이기 위해 나침반 옆에 또 하나의 철막대를 놓는다면, 정확한 측정은 교란을 제거한 상태일까 서로 반대인 두 왜곡을 특정 장소와 자세에서 맞춘 관계일까?
Related Works / Creative Bridges
일그러진 형상은 한 자리에서만 해골이 되었다
Hans Holbein the Younger의 The Ambassadors(1533) 아래쪽의 늘어진 형상은 비스듬한 위치에서 볼 때 해골로 정렬된다. 플린더스 막대의 교정도 모든 곳에서 독립적으로 옳은 물체를 만드는 대신, 특정한 공간 관계에서 신뢰할 수 있는 읽기를 만든다.
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Further Reading
- Royal Museums Greenwich, Flinders bar
- Royal Museums Greenwich, Binnacle and compass
- National Geospatial-Intelligence Agency, Handbook of Magnetic Compass Adjustment
- Australian Museum, Matthew Flinders
- South Street Seaport Museum, The Ship’s Compass and Its Binnacle
- Library of Congress / Wikimedia Commons, BALCLUTHA Flinders bar receptacle