지구가 갑자기 멈추면 모두 죽는다? 사실일까?

스타에디터3시리즈콜라보     

2020.10.15. 19:3620,284 읽음 비밀글

 

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거대한 지구 안에서 평화롭게 살고 있는 우리는 잘 느낄 수 없지만 사실 지구는 엄청난 속도로 빠르게 태양 주위를 회전하고 있습니다. 그런데 갑자기 지구가 회전을 딱! 멈추게 된다면 어떤 일이 벌어지게 될까요? 지구 안에 살고 있는 우리는 모두 죽게 되는 것일까요?

달이 왜 지구로 떨어지지 않을까?

지구가 공전을 멈출 때 발생할 수 있는 일에 대한 이해를 돕기 위해 먼저 지구가 왜 태양 주위를 회전하는지에 대해 알아보겠습니다. 사실 '지구가 왜 태양 주위를 공전해야 할까'는 우리가 매일 밤 보는 달이 지구 주위를 회전하고 있는 이유와 매우 흡사합니다.

사과나무에서 사과가 떨어지듯이 중력의 영향하에 있는 모든 물체는 지구를 향하여 추락을 하고 있죠. 우리가 매일 밤 보는 달 역시 이런 이유로 지구를 향해 추락하고 있습니다. 다른 말로 하면 지구의 중력이 자기 몸집보다 약 1/4정도 되는 달을 끌어당기고 있는 것입니다. 그러면 달도 사과처럼 지구를 향해 추락을 해야 하는데 달은 지구로 떨어지지 않고 계속 지구 주위를 돌고 있죠. 사실 이렇게 달이 지구 주위를 돌고 있는 이유는 지구가 둥글기 때문입니다.

달이 추락하지 않고 지구 주위를 도는 이유는 사과를 생각해보면 쉽게 이해가 될 수 있습니다. 사과를 야구공 던지듯 수평으로 던지면 포물선을 그리며 낙하하게 되죠. 사실 지구가 평평하다면 던져진 사과는 어느 순간에 결국 바닥에 떨어지게 됩니다. 그런데 지구는 둥글죠. 이 때문에 충분한 힘으로 던져진 사과는 낙하하는 거리만큼 땅바닥이 덩달아 밑으로 가라앉으면 바닥에 닿지 않고 계속 추락하게 됩니다.

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그렇다고 지구를 완전히 벗어날 정도로 추락할 수 도 없는데 이는 지구와 사과사이에 작용하는 만유인력 때문입니다. 추락하는 사과는 계속 지구 중심으로 향하는 만유인력 힘을 받아 지구를 향하게 되는데 이때문에 사과는 원을 그리며 회전을 하게 됩니다. 그리고 이때 회전에 의해 발생하는 힘인 원심력을 받게되고 이 힘이 만유인력과 균형을 이루게 되는 점, 즉 궤도를 그리며 지구 주위를 돌게 되는 것입니다. 그리고 바로 이것이 지구와 달에도 적용이 됩니다.

달 역시 항상 둥근 지구를 향해 추락하려고 하고 있지만 지구의 중력으로 인해 커브를 그리며 추락하게 되고, 커브를 그릴 때 발생하는 원심력과 지구와 달 사이의 만유인력의 균형으로 인해 지구에 닿지 못하고 궤도를 그리며 돌고 있는 것입니다.

지구가 태양을 도는 이유

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지구와 달 사이에서 일어나는 일은 태양과 지구사이에서 그대로 적용이 됩니다. 둥근 태양을 향해 추락하는 지구는 달이 지구를 향해 추락할 때처럼 만유인력으로 인해 태양 주위를 회전하게 되고 이 회전에 대한 원심력이 만유인력과 균형을 이루게 되면서 결국 태양 주위를 공전하게 되는 것이죠. 끊임없이 일정속도로 태양 주위를 돌아야 하는 지구. 바로 이 사실때문에 지구가 갑자기 멈추면 지구에 큰 재앙이 발생하게 됩니다.

갑자기 지구가 멈추게 되면?

사실 지구는 약 107,000km/h, 초로 환산할 경우 약 29.7km/s로 엄청난 속도로 태양 주위를 공전하고 있습니다. 지구가 이렇게 무시무시한 속도로 움직이고 있고 앞으로도 계속 그래야 하기 때문에 지구가 갑자기 멈추게 될 경우 엄청난 재앙이 발생하게 되는데 그 재앙중 하나가 바로 뉴턴의 관성의 법칙과 연관이 있습니다.

초당 거의 30km로 움직이고 있는 지구가 갑자기 멈추게 되면 모든 물체는 계속 원래대로 운동하려고 하기 때문에 움직이던 방향으로 엄청난 관성의 힘을 받게 됩니다. 즉, 높은 속력으로 움직이던 버스가 갑자기 멈추게 될 때 버스안에 있는 모든 사람들이 가던 방향으로 튕겨져 나가는 것처럼 지구상에 있는 모든 존재들은 공전하던 방향으로 튕겨져 나가는 힘을 받게 되는 것이죠. 그리고 여기서 지구의 탈출속도를 고려해 볼 수 있습니다.

지구의 탈출속도는 물체가 지구 바깥으로 탈출할 수 있도록 하는 속도를 말하는 것으로 미국의 콜로라도 대학교에 따르면 이 속도는 약 11.2km/s라고 합니다. 그런데 태양 주위를 29.7km/s로 돌고있던 지구가 갑자기 공전을 멈추게 되면 지구상에 있는 모든 물체들은 29.7km/s에 해당하는 관성의 힘을 받게되고 이는 지구의 탈출속도보다 더 높기 때문에 지구에서 살고 있는 모든 존재들은 우주 밖으로 날아가버리게 될 것입니다.

또한 지구가 갑자기 멈추게 될때 지구가 받게 되는 다른 재앙은 바로 원심력에 있습니다. 회전하기 때문에 생기는 원심력은 지구가 멈출때 사라지게 되죠. 결국 태양과 지구사이에는 만유인력만 남게 되는데 이때문에 지구는 태양으로 끌려가게 됩니다. 즉, 태양으로 추락하게 되는 지구는 태양의 엄청난 열기에 노출되어 심각한 영향을 받게 되는 것이죠.

물론 태양과 지구사이의 1억5천만km에 달하는 거리 때문에 지구가 태양에 다다르기까지 대략 65일의 시간이 있어 바로 지구가 뜨거워지는 것은 아닙니다. 관련 전문가들에 의하면 30일 정도후가 되면 가까워진 태양과의 거리때문에 추락하는 지구의 온도는 약 200도가량까지 상승하게 되며, 60일이 지나면 500도 이상으로 온도가 상승 결국 지구는 엄청난 열기에 휩싸이게 되는 것이죠.

이 모든 것을 종합해보면, 물론 그런 일이 일어날 가능성은 매우 낮다고 하더라도 , 지구가 공전을 갑자기 멈추게 되었을 때 지구상에 여전히 살아 있는 존재들을 만나는 것은 상당히 불가능한 일이 되게 되는 것입니다.

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*참고자료

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Why Doesn' t the Moon Fall to Earth?
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[문송타파] 지구 탈출? 탈출 속도!
(13) 중력파 ‘물체는 왜 추락할까’ 오랜 의문에 답하다