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[박종진의 과학 이야기] 별똥별

얼마 전 인기리에 방영된 '이상한 변호사 우영우'란 TV 드라마에서 주인공이 '제 이름은 똑바로 읽어도 거꾸로 읽어도 우영우입니다. 기러기 토마토 스위스 인도인 별똥별 우영우'라고 자기를 소개한다. 여기에 별똥별이 나온다. 누구나 한 번쯤은 긴 꼬리를 달고 떨어지는 별똥별을 보면서 소원을 빈 적이 있다. 하지만 고작 1~2초 사이에 사라져 버리기 때문에 소원을 다 빌지도 못했던 기억이 난다. 빌던 소원이 중간에서 끊어졌기 때문에 이루어지지 않았는지 모른다. 대체로 동서양을 막론하고 별이 떨어지면 사람이 죽는다고 생각했다. 별똥별의 한자어는 유성이다.     우리 우주는 거의 비어 있다. 그러나 그 속을 찬찬히 들여다보면 무수히 많은 은하가 널려있는 것을 알 수 있다. 수천억 개가 넘는 크고 작은 은하가 이 우주를 이루고 있다고 한다. 그런 은하는 엄청난 수의 행성, 즉 별로 채워져 있다. 그리고 각각의 별은 자신을 공전하는 행성을 갖고 있다. 예를 들어 안드로메다은하에는 1조 개에 가까운 별이 있지만, 우리가 속한 은하인 은하수에는 약 4천억 개의 별이 있는데 그 중 하나가 바로 태양이다.     그 태양 주위를 모두 8개의 행성이 공전하고 있는데 태양에서 세 번째로 가깝게 도는 행성이 바로 우리가 사는 지구다. 그리고 지구 주위를 달이라는 위성이 돌고 있다. 수성과 금성에는 위성이 없고 지구에는 달이란 위성 딱 하나뿐이지만, 우리의 형제 행성인 목성의 위성은 80개나 되고 토성에는 83개의 위성이 돌고 있다.     그것이 끝이 아니다. 태양을 중심으로 아주 긴 타원궤도를 그리며 도는 혜성이란 것도 있다. 그리고 지구나 화성 같은 행성보다 좀 더 작은 천체를 특별히 왜소행성이라고 부르는데 얼마 전 태양계 행성에서 탈락한 명왕성이 바로 왜소행성에 속한다.     중심성 태양에서 거의 일정한 규칙을 따라 수성, 금성, 지구, 화성이 돌고, 그 다음에는 한 궤도를 건너뛰어 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 우리 태양계를 이루고 있다. 건너뛴 그곳에는 행성은 없고 작은 천체 조각이 무리를 지어 태양 주위를 공전하고 있다. 그 작은 무리를 일컬어 소행성대라고 한다.     그런 소행성대의 아주 작은 파편이나, 혜성에서 떨어져 나온 티끌, 그리고 태양계를 떠돌던 먼지가 우연히 지구 공전 궤도 상에 놓이게 되면 지구가 그곳을 지날 때 지구 중력에 끌려와서 지구 대기권과의 마찰로 타게 된다. 그렇게 타면서 지구 표면으로 떨어지는 것이 유성, 즉 별똥별이다. 대부분 추락 중에 모두 연소해버리지만, 때에 따라서 타다 만 작은 조각이 땅에 떨어지는 경우가 있는데 이것이 운석이다.     대체로 유성이 비처럼 쏟아진다고 해서 유성우라고도 하는데 혜성이나 소행성에서 떨어져 나온 부스러기가 널려있는 곳과 지구 공전 궤도와 겹칠 때 별똥별이 무더기로 떨어지기 때문에 그렇게 부른다. 유성은 행성처럼 스스로 빛을 내는 천체가 아니라 지구 대기권을 통과할 때의 마찰로 타기 때문에 마치 빛을 내는 것처럼 보일 뿐이다.     그러므로 엄밀히 말해서 별똥별이 지구 중력에 이끌려서 우리에게 쏟아지는 것이 아니라 지구가 유성들이 모여있는 곳으로 파고들어서 생기는 현상이다. 그러니 앞으로는 유성우가 쏟아진다고 하지 말고 우리가 유성 속으로 돌진한다고 표현해야 옳다. (작가)       박종진박종진의 과학 이야기 별똥별 태양계 행성 인도인 별똥별 지구 공전

2023-03-03

[박종진의 과학 이야기] 태양계의 구조

태양계 모형을 보면 가운데 태양이 있고 그 주위를 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 옹기종기 자기 궤도를 따라 돌고 있는 모양이다. 하지만 그런 모형 때문에 태양계에 대한 잘못된 시각이 있는 것도 사실이다. 태양계를 쉽게 묘사하기 위해서 그렇게 만들었을 뿐 상당히 잘못된 축척을 사용했기 때문이다.    지금부터 제대로 된 태양계 모형을 만들어 본다. 우선 공터 한 가운데 지름이 1cm 되는 구슬을 준비하고 그것을 지구라고 가정하면 태양부터 해왕성까지의 크기는 지름이 약 11km나 돼야 하므로 공터를 포기하고 아주 넓은 평야로 나가야 한다.     우선 지름이 11km인 큰 원을 그리고 그 중앙에 태양을 놓는다. 지구가 구슬 크기라면 우리가 만들 모형에서의 태양은 초등학교 운동회 때 박 터트리기에 쓰는 공보다 조금 커야 한다. 정확한 축척을 따지면 지름이 1m9cm이다.     그런 태양을 가운데 놓으면 지구를 상징하는 작은 구슬은 약 176m 떨어진 곳에 두어야 한다.     이제 태양과 지구 사이에 있는 내행성인 수성과 금성의 자리를 잡을 차례다. 지구의 크기가 1cm라면 수성은 지름이 0.4cm 정도 되는 작은 콩을 사용해서 중심에서 68m 떨어진 곳에 놓는다.     금성은 지구보다 살짝 작은 0.9cm 정도 되는 구슬을 사용하면 되는데 중심에서 136m 떨어트려 놓으면 된다. 다음은 화성인데 중심에서 267m 떨어진 곳에 지구 크기의 딱 절반인 0.5cm 크기의 콩을 사용하면 된다.   이제 외행성 차례다. 태양계에서 덩치가 가장 큰 행성이 바로 목성인데 지구가 1cm 되는 구슬이라면 목성은 그 열한 배가 조금 넘는 11.2cm로 자몽 정도의 크기인데 중심에서 910m 떨어진 곳이 자기 자리다. 토성은 9.4cm 되는 제법 큰 신고 배 정도로 1.8km 떨어진 곳에 놓으면 된다. 천왕성은 4cm 되는 탁구공 크기이고 3.4km 떨어져 있으며, 마지막으로 그보다 약간 작은 해왕성은 크기가 3.9cm로 중심에서 5.6km 떨어진 곳에 두면 된다.   해왕성의 바깥쪽에서 태양 주위를 도는 작은 천체 집단을 카이퍼 벨트라고 부르며 얼마 전 태양계 행성에서 빠진 명왕성도 여기에 속한다. 중심을 잡은 곳에서 약 9km 떨어져 있다. 그러나 그곳이 태양계의 끝이 아니다. 태양 빛이 표면을 떠나서 약 1년 정도 걸려서 도착하는 곳이 오르트 구름인데 꼬리를 가진 혜성이 발원하는 곳이다. 태양의 인력이 대체로 여기까지 미친다고 한다.     우리가 만든 모형에서조차 중심에서 약 5,000km나 되는 먼 곳이다. 그런 모형에서도 5,000km라니 입이 쩍 벌어진다. 참고로 미국 서부해안의 LA에서 동부해안의 뉴욕까지 4,000km다. 지구를 1cm의 크기로 줄여도 태양의 중력이 미치는 그 끝은 미국을 횡단해도 모자란다.     약 반세기 전에 지구를 출발했던 보이저호는 지금 카이퍼벨트를 통과하는 중이다. 보이저호는 앞으로 1만6700년 후 우리 별 태양에서 가장 가까운 별인 프록시마 센타우리를 지날 예정이다.   우리가 속한 은하수 은하에는 태양과 같은 별이 무려 4천억 개나 있다. 은하수 은하와 가장 가까운 이웃 은하인 안드로메다은하에는 1조 개가 넘는 별이 있다. 그런 은하들이 수천억 개가 모여서 우주를 이룬다. 아무리 상상을 하려고 해도 그 이상이다. 그래서 우주는 무한하다고 한다. (작가)       박종진박종진의 과학 이야기 태양계 구조 태양계 모형 태양계 행성 지구 크기

2023-01-13

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