우주의 신비

[아하! 우주] 지구의 하루가 길어진다 - 14억년 전 하루는 18시간이었다

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▲ 사진=NASA



지구의 자전 속도가 차츰 느려지고 있으며, 이에 따라 하루의 길이도 점차 길어지고 있다고 우주전문사이트 스페이스닷컴이 27일(현지시간) 보도했다. ​

보도에 따르면, 지구의 하루는 매일 205만분의 1초, 1세기에 0.00178초 길어지고 있으며, 14억 년 전에는 하루가 지금보다 5.25시간 짧은 18.68시간이었다고 한다.

이 같은 현상은 달이 매년 지구로부터 3.8cm씩 멀어짐에 따라 일어나는 것이다. 달이 지구로부터 점차 멀어져가는 것은 지구 바다의 기조력 때문이다. 바다는 밀물과 썰물에 의해 끊임없이 해저와 마찰을 일으킨다. 이 마찰이 결국 지구 자전에 제동 역할을 하여 지구 자전속도를 늦추는 것이다.

이 속도에서 계산해보면 현재 약 38만km인 달까지의 거리가 14억 년 전에는 34만 900km, 지구의 자전 속도는 지금보다 빨라 하루가 18.68시간으로 나온다. 현재 지구의 자전주기는 23시간 56분이다. 14억년 만에 지구의 하루가 5시간 15분 길어진 것이다.

그런데 지구는 왜 이렇게 돌까? 지구는 매일 자전축을 중심으로 한 바퀴 돌면서 지표면을 골고루 해돋이와 석양으로 장식한다. 이 지구의 회전운동은 지구의 생성과 직결되어 있다. 말하자면 지구가 만들어질 때부터 태생적으로 회전운동을 시작했다는 뜻이다. 그리고 태양이 적색거성으로 부풀어올라 지구를 삼켜버릴 때까지 그렇게 돌 것이다.

46억 년 전 태양계를 생성시킨 주역은 지름 몇 광년이나 되는 거대한 성운이었다. 이 성운이 어떤 이유에선지 중력 붕괴를 일으켜 회전운동을 시작했다. 한 가설에 의하면 태양계 성운의 중력붕괴를 촉발시킨 것은 근처 있던 초신성의 폭발이었다고 한다. 태양 크기의 수십, 수백 배 되는 거대 항성의 대폭발을 일으키고, 그 충격파가 태양계 성운의 평형상태를 깨뜨림으로써 중력붕괴가 시작되었다는 것이다. 하지만, 누가 그 진상을 알랴, 46억 년 전의 일을?

어쨌든 성운이 무너짐에 따라 가스와 먼지로 된 거대한 디스크가 만들어졌고, 디스크가 밀집될수록 회전속도는 빨라졌다. 이는 피겨 선수가 회전하다가 팔을 오므리면 더 빨리 도는 것과 같은 이치로, 물리학에서는 각운동량 불변의 법칙이라 한다.

이윽고 디스크의 중심에서 별 하나가 반짝 불을 켰다. 이것이 바로 태양이다. 태양을 만들고 남은 물질들은 행성과 위성, 소행성들을 만들었다. 지금도 태양계 8개 행성들이 한 궤도평면 위에서 같은 방향으로 공전하고 있다는 것이 그 증거다.



태양계 초창기 원시기 지구는 무수한 소행성들의 포격을 받아 그 덩치를 키워나갔고, 총돌하는 소행성들의 충돌속도 역시 지구의 자전속도에 보태졌다. 말하자면, 태양계 성운의 회전력과 소행성들의 충돌속도가 지구의 자전운동을 만들었다는 뜻이다.

이처럼 지구의 자전은 참으로 아득한 시간의 저쪽과 연결되어 있는 유서 깊은 운동이다. 우리는 그 운동 덕에 이렇게 지구에서 생존하고 있는 것이다. 지구가 멈춘다면 즉시로 세계의 종말이 찾아올 것이다. 회전운동은 우주의 가장 근본적인 운동양식이다. 

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 

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