무엇이
지구를 돌게 만드는가? 혹시 달의 인력 작용 때문이 아닌가? 달의
인력 작용은 지구가 도는 속도에 영향을 미침으로써 결과적으로
지구의 하루의 길이에 영향을 미치지만, 지구가 도는 것 자체의
원인은 아니다. 지구가 도는 것은 현재 일어나고 있는 그 어떤 현상
때문이 아니다. 실로 영겁에 가까운 세월 전에 진행된 그 무엇에
의해 지구는 돌게 되었고, 도는 것을 멈추게 되기까지도 앞으로
영겁에 가까운 세월이 필요할 것이다. 그 무엇이란 도대체 무엇인가?
유력한 설명은 다음과 같다.
태양계는 태양이 형성될 때
남은 먼지와 가스로 형성되었다. 아주 작은 물질들이 점차 모여서
큰 덩어리가 되었던 것이다. 그런 마술의 비밀은 중력 작용에 있었다.
그런데 대략 45억 년 전 매우 큰 덩어리(화성 크기의)가 지구와
충돌했던 것으로 추정된다. 미 우주항공국(NASA) 에임스 연구센터의
루크 돈스는 이렇게 말한다. "정말로 거대한 충돌이었습니다.
그 충돌로 인해 지구는 돌기 시작했던 겁니다."(과학자들은
이 충돌 때문에 떨어져 나온 파편들이 달을 형성했던 것으로 추측한다.)
지구는
이 충돌 이후부터 돌게 되었고, 도는 속도는 지금보다 훨씬 빨랐다.
처음 돌기 시작했을 때 지구의 하루는 24시간이 아니라 4시간 정도였다.
그 이후 도는 속도가 많이 느려졌는데, 조석 마찰(tidal friction)이라
불리는 현상 때문이다. 바닷물의 조석은 달의 인력이 지구 대양의
바닷물을 끌어당김으로써 발생한다. 아주 단순하게 설명하면 다음과
같다. 지구의 자전에 따라 바닷물의 만조와 간조의 위치는 변한다.
그러나 달은 계속 바닷물을 끌어당기려 한다. 붙들고 놓아주지 않으려는
달의 인력이 지구 자전에 저항하는 셈이다. 그 결과 지구는 한 차례
돌 때마다 그 속도가 아주 조금 느려진다.
좀 더 자세하게
설명하면 다음과 같다. 달과 태양의 인력 때문에 바다에서 달과
태양을 향한 방향과 그 반대 방향의 바닷물은 바다의 평균면보다
높아진다. 이에 비해 달과 태양의 직각 방향에서는 바닷물이 낮아진다.
이것이 바닷물의 조석 현상의 원인이다. 한편 지구의 자전 속도는
달이나 태양의 공전 속도보다 훨씬 빠르기 때문에, 바닷물의 만조와
간조의 위치는 지구를 놓고 볼 때 서쪽 방향으로 옮겨간다. 이로
인해서 지구 자전에 저항하는 마찰이 생긴다. 이것이 지구의 자전
속도를 느리게 만드는 조석 마찰 현상이다.
지구가 도는
속도가 느려지는 추이는 그다지 빠르지 않다. 1세기에 0.002초 정도
느려지며, 지구의 하루의 길이는 약 6만 2500년에 1초 남짓 늘어날
뿐이다. 하지만 도는 속도가 느려지는 것만은 확실하며, 하루의
길이도 아주 조금씩이나마 짧아지고 있다. 적어도 이론적으로는
하루가 영원히 지속되는 때가 올지도 모른다. 그 날은 과연 월요일일까
화요일일까, 아니면 다른 요일일까? 승부가 결정 나지 않겠지만
내기라도 한 번 해볼까?
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