우주의 공전 (달의 중력, 암흑물질, 라니아케아)
솔직히 저는 오랫동안 달이 왜 항상 같은 얼굴만 보여주는지 몰랐습니다. 어린 시절 마당에서 달을 올려다보며 제가 걸어가도 달은 따라온다고 느꼈는데, 그 이유를 묻는 건 어른이 되고 한참 후였습니다. 달에서 시작해 우주 최대 구조인 초대규모 은하 필라멘트까지, 중력이 만들어내는 거대한 리듬을 들여다보다 보니 일상의 풍경이 완전히 다르게 보이기 시작했습니다. 항상 같은 얼굴만 보여주는 달의 중력 제가 어릴 때 마당에서 달을 향해 제자리걸음을 했던 건, 달이 절대로 옆모습을 보여주지 않는다는 사실이 이상했기 때문입니다. 그게 그냥 우연이려니 하고 넘어갔는데, 직접 찾아보고 나서야 이것이 조석 고정(Tidal Locking)이라는 현상임을 알았습니다. 조석 고정이란 한 천체가 다른 천체 주위를 공전하는 주기와 자전 주기가 완전히 일치하여, 항상 같은 면만 상대방을 향하게 되는 상태를 말합니다. 달은 지구를 한 바퀴 도는 데 약 27.4일이 걸리는데, 자전하는 데도 똑같이 27.4일이 걸립니다. 그 결과 지구에서는 달 표면의 약 59%만 관찰할 수 있습니다. 나머지 41%는 인류가 직접 눈으로 본 적이 없는 셈입니다. 달이 단순히 지구 주위를 맴도는 위성에 그치지 않는다는 점도 직접 겪어보니 새삼 실감이 납니다. 달의 중력은 지구의 바다를 끌어당겨 밀물과 썰물을 만들고, 동시에 지구의 자전 속도를 아주 조금씩 늦추고 있습니다. 그뿐 아니라 지구의 자전축을 23.5도 부근에서 안정적으로 붙잡아두는 역할도 합니다. 만약 달이 없었다면 자전축이 크게 흔들려 계절이 예측 불가능하게 변했을 것이고, 현재와 같은 생명 환경이 유지되지 않았을 거라고 합니다. 달이 매년 3.8cm씩 지구에서 멀어지고 있다는 사실은, 이 섬세한 균형이 영원하지 않다는 걸 조용히 알려주고 있습니다. 칭동 운동(Libration)이라는 개념도 이때 처음 제대로 이해했습니다. 칭동 운동이란 달의 궤도가 완벽한 원이 아니고 약간 기울어져 있어, 달의 가장자리 부분이 조금씩 흔들려 보이는 현상입니다...