우주 비행사 닐 암스트롱이 알려주는 달은 무엇일까?

매일 밤하늘을 올려다보면 보이는 달, 올려다보기만 했지 가본 적도 없고 가볼 것이라고 상상도 하지 못했지만 최초로 달에 간 사람이 있습니다. 우주 비행사 닐 암스트롱은 어떻게 달을 가게 되었을까요? 달에 대해 알아보겠습니다.

 

 

 

 

달은 무엇일까요?

우주에 있는 천체들을 분류해 보겠습니다. 먼저 항성입니다. 항성은 별이라고도 부르는데 스스로 빛을 내는 우주의 주인공입니다.

두 번째로는 어떤 항상의 주위를 빙글빙글 돌고 있는 행성입니다. 행성은 스스로 빛을 내지는 않지만 햇빛을 반사해 빛을 냅니다. 지구, 화성, 금성과 같은 천제들은 태양이라는 항성 주위를 도는 행성입니다. 태양은 9개의 행성을 거느리고 있습니다. 태양의 주위를 돌고 있는 9개의 행성은 '태양계'라고 불리는 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 명왕성입니다.

그러나 모든 항성들이 태양처럼 행성을 거느리고 있는 것은 아닙니다. 태양은 유별나게 많은 행성을 거느리고 있는 항성입니다. 그에 비해 어떤 항성은 자신의 주위를 도는 행성이 하나도 없기도 합니다.

세 번째로는 위성입니다. 위성은 행성 주위를 빙글빙글 돕니다. 위성은 다른 말로 달이라고 부릅니다. 어떤 경우에는 지수의 위성만 달이라고 부르기도 하지만 사실 달과 위성은 완전히 같은 말입니다. 달도 스스로 빛을 내지 못하고 항성의 빛을 반사해 빛을 냅니다.

 

우리 태양계의 다른 행성들도 달을 가지고 있습니다. 예를 들어 화성은 2개의 달을 가지고 있고, 목성은 16개, 토성은 31개의 달을 가지고 있습니다. 별이라고 부르는 항성은 스스로 빛을 내고, 행성과 위성은 햇빛을 반사해 빛을 냅니다. 

 

지구에서 쏘아 올린 가짜 달도 있습니다. 바로 인공위성입니다. 인공위성은 달처럼 지구 주위를 돌면서 지구에 필요한 정보를 주는 일을 하고 있지만 진짜 달은 아닙니다. 지구에는 수천 개의 인공위성이 떠 있습니다. 이들은 우주 정거장, 통신위성, 기상위성 등으로 사용되고 고장 난 것은 우주 쓰레기가 되어 지구를 빙글빙글 돌기도 합니다.

 

 

달로 인해 지구에서는 어떤 일이 벌어질까요?

달과 지구 사이의 관계에 대해 알아보겠습니다. 우리는 낮에는 태양을, 밤에는 달을 봅니다. 태양이 달보다 큰데 왜 태양과 달은 같은 크기로 보일까요? 태양은 달보다 400배나 큽니다. 하지만 태양은 달보다 훨씬 먼 곳에 있습니다. 지구에서 두 천체까지의 평균 거리를 비교하면 태양이 달보다 400배 정도 멀리 떨어져 있습니다. 멀리 떨어진 물체는 가까이 있는 물체보다 잘아 보입니다. 태양의 지름이 달보다 400배 크지만 지구에서 400배 멀리 떨어져 있기 때문에 태양과 달은 같은 크기로 보이는 것입니다. 

 

 

월식과 일식

달은 햇빛을 반사해 빛납니다. 그런데 지구가 태양과 달 사이에 놓이게 되면 지구 때문에 햇빛이 달로 전해지지 않아 달이 보이지 않게 됩니다. 이것을 '월식'이라고 합니다. 지구가 햇빛을 모두 가리면 달이 완전히 보이지 않는데 이때를 '개기월식'이라고 하고, 지구가 일부 부분만 가려 달의 일부분이 보이지 않는 경우를 '부분월식'이라고 합니다. 매년 한두 번의 월식이 일어납니다. 개기월식 때의 달은 붉은색을 띱니다. 이것은 달에 직접 가는 햇빛을 지구가 가려버려 지구의 대기에 의해 굴절된 붉은빛이 달을 비추기 때문에 일어나는 현상입니다. 달이 안 보이는 월식은 그리 놀라운 광경은 아닙니다. 하지만 한낮에 태양이 사라지면 사람들이 많이 놀라게 될 것입니다. 

 

이번엔 달이 태양과 지구 사이에 놓여 햇빛이 지구로 오는 것을 가리키는 현상으로, '일식'이라고 부릅니다. 일식에도 여러 가지 종류가 있습니다. 달이 태양을 모두 가려 태양이 완전히 사라지는 것을 개기일식이라고 하고, 부분적으로 가리는 경우를 '부분일식'이라고 부릅니다. 또 지구와 달의 거리가 멀면 태양을 전부 가리지 못하게 됩니다. 그렇게 되면 태양의 가장자리 부분이 금가락지 모양으로 빛나는데 이것을 '금환일식(금환식)'이라고 부릅니다. 일식은 보통 1년에 두 번 태양-달-지구가 정확히 일직선상에 있는 그믐에 일어납니다. 하지만 개기일식이 일어나는 지역의 폭은 268킬로미터를 넘지 않으므로 지구상의 일부 지역에서만 개기일식을 관찰할 수 있습니다. 그러므로 개기일식이 일어나는 장소에는 많은 관광객들이 몰려듭니다. 개기일식은 몇 분 정도의 아주 짧은 시간 동안만 일어납니다. 이 때는 하늘이 캄캄할 뿐만 아니라 서늘해지고 바람도 불지 않습니다.

 

 

만조와 간조

바닷가에 가 보면 하루에 두 번 바닷물이 높아졌다 낮아졌다 합니다. 이런 현상은 왜 생길까요? 이것 역시 달 때문에 벌어지는 현상입니다. 다음 그림과 같이 달이 바닷물 사이의 만유인력 때문입니다. 이 힘으로 바닷물이 높아지게 되는데, 이때를 만조라고 부릅니다.

반대로 달이 바다에서 멀어지면 바닷물은 원래 높이로 낮아지는데, 이때를 간조라고 합니다. 이렇게 만조와 간조가 생기는 것은 지구가 자전하기 때문입니다.

 

 

달의 중력

중력이란 지구나 달과 같은 천체들이 물체를 잡아당기는 힘입니다. 우리가 지구에서 떨어지지 않는 이유도 지구의 중력 때문입니다. 그렇다면 달의 중력은 지구의 중력과 어떤 차이가 있을까요? 달의 중력은 지구의 중력에 비해 6분의 1 정도 작습니다. 달에서는 물체를 잡아당기는 힘이 지구보다 훨씬 작으므로 신기한 일들이 많이 벌어집니다. 물론 질량은 달에서나 지구에서나 그 어느 곳에서도 달라지지 않지만 무게는 달라집니다. 우리의 무게는 지구가 우리를 잡아당기는 힘입니다. 힘의 단위는 킬로그램이 아니라 힘을 처음으로 연구한 물리학자 뉴턴의 이름을 따서 뉴턴이라고 부르고 N이라고 씁니다. 1킬로그램의 물체를 지구가 잡아당기는 힘은 10뉴턴(N)입니다. 그러므로 만약 질량이 60킬로그램인 사람을 지구가 잡아당기는 힘은 60의 10배인 600뉴턴이 됩니다. 이 힘이 바로 지구의 중력입니다.

어떤 사람의 질량은 60킬로그램 그대로이지만 달의 중력이 지구의 6분의 1이므로 태식이의 무게는 지구에서 무게의 6분의 1인 100뉴턴이 됩니다. 그래서 눈금은 10을 가리키게 됩니다.