안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 해가 스스로 움직이지 않고 멈춰있나요?
지구가 자전하는것처럼 태양과 달들도 스스로 자전하고 공전도 하고 있찌요! 지구는 서에서 동으로 하루에 한바퀴씩 자전하는데 자전축이 23.5도 기울어져 있어 계절의 변화도 야기시키게 됩니다. 자전속도는 적도를 기준으로 약 1,670km/h가 되지요~ 태양또한 자전하는데 태양은 고체가 아닌 가스로 이루어진 천체라 적도와 극이 서로 다른 속도로 회전하게 되고 25~26일을 주기로 자전하게 됩니다. 적도부근은 약 25일을 주기로, 극지역은 약 26일을 주기로 자전하고 있습니다. 태양의 자전은 태양표면의 흑점을 통하여 확인하였습니다! 달은 공전과 자전을 같이 하는 동주기 자전을 하게 되는데 27.3일로 서로 같게 됩니다. 우주에는 완전히 멈춰 있는 천체가 없습니다! 모두다 회전하는 운동량을 태어날때 가지기 때문이지요!
Q. 지구에서 외부 우주로 에너지가 어떻게 빠져나가나요?
지구는 태양으로부터 매초 1.74*10^17W 의 에너지를 받는데 이 에너지를 계속 축적만 하면 지구는 불덩어리가 될거에요! 지구가 에너지를 방출해야만 우리가 살아갈수 있께 되는데 이를 복사의 형태로 나타내고 있지요. 지구는 태양으로부터 가시광선, 자외선, 적외선 등의 형태로 지구에 에너지를 보내는데 일부는 대기에 의해 흡수되거나 반사되고 나머지는 지표에 흡수도게 됩니다. 흡수돈 에너지는 지구를 따뜻하게 만들고, 지구는 이 에너지를 다시 우주로 방출하게 되는것이지요.지구는 가열된 물체로서 열을 적외선 형태로 우주로 방출하게 되며 반사로 인해 우주로 즉시 돌려보내기도 합니다.지구 표면에서 발생한 열ㅇㄴ 공기와 물의 흐름으로 이동하여 대류권과 성층권을 거쳐 일부 에너지를 대기로 방출하기도 하고 대류와 전도는 지구 내부에서만 작용하며 직접 우주로 빠져나가지 않게 됩니다.
Q. 다른행성에서는 지구와 시간 개념이 다를 수 있나요?
이에 대한 이해는 아이슈타인의 일반상대성이론을 해석하여야 합니다! 우리에게 익숙한 시간은 어디서나 똑같이 흐르는것 같지만 상대적으로 흐르게 됩니다. 이는 중력과 속도에 따라 달라지게 되는것인데요. 중력은 공간과 시간을 휘게 만들고 블랙홀처럼 극도로 중력이 강한곳에선 시간도 강하게 왜곡되게 됩니다. 이게 인터스텔라에서 나온 밀러 행성의 예이지요! 이론적으로뿐만아니라 우리가 쏘아올린 인공위성의 GPS에서의 시간이 지구보다 미세하게 빠른것을 통해 확인해 내게 되었답니다! 빛에 가까운 속도로 이동하게 되면 시간은 느려지는 속도 시간지연이 나타나게 되는데 우주선을 타고 광속의 99%로 여행하게 되면 우주선 내부에선 시간이 훨씬 느리게 흐르게 됩니다! 지구에서 10년이 지났어도 우주선 안에선 단 몇달밖에 지나지 않게 된다는 것이지요! 실제로 국제우주정거장의 우주인들은 지구보다 아주 미세하게 시간을 더 느리게 흐르고 있따고 합니다!
Q. 지구가아닌 다른 행성에서는 나이가 천천히 먹나요?
지구에서 1년은 태양을 한바퀴 도는 공전주기이며 지구에서 1일은24시간으로 지구의 자전주기입니다. 하지만 다른해성은 이 값이 다르게 되지요 화성같은 경우 1년이 687일, 1일이 24.6시간, 목성의 경우 1년이 11.9 지구년(*365일), 1일이 9.9시간이며 수성은 1년이 88 지구일, 1일이 176 지구일이 됩니다. 따라서 1년과 1일을 세느 기준 자체가 달라지게 되며 나이 개념이 달라지게 되겠지요! 우리가 강아지의 나이와 인간의 나이가 다르다고 하는것처럼요! 하지만 생물학적으로는 여전히 같은 속도로 나이를 먹고 있찌요 나이를 세는 방식이 다를뿐 인간은 생물학적 수명 자체는 변하지 않게 된다는 것입니다!
Q. 왜 해가 질때는 하늘이 붉게 변해서 보이는 걸까요
태양이 낮에는 하얀빛이나 노란빛으로 보이다 저녁에 붉은색으로 변하는 것은 대기의 빛 산란때문인데요. 이 과정은 레일리 산란에 의해서 발생하게 됩니다! 태양빛은 여러가지 색을 포함한 백색광인데 낮 동안 태양이 하늘 노피 떠 있을때 태양빛은 짧은거리를 지나 대기를 통과하고 공기분자는 파장이 짧은 빛을 강하게 산란시키고 여러방향으로 퍼뜨리게 됩니다. 인간의 눈은 보라색보다 파란색에 더 민감하게 반응하여 하늘을 파랗게 보게 되는 것이지요. 저녁이 되면 태양이 지평선 근처로 내려가고 태양빛이지구 대기를 통과해야 하는 거리가 낮보다 훨씬 길어지게 됩니다. 거리가 길어질수록 파장이 짧은 파란색과 보라색 빛은 산란되면서 거의 사라지고 긴 파장의 빛이 더 많이 남게 되면서 하늘이 붉은 빛으로 물들어 보이게 되는 것입니다! 대기중 먼지가 적으면 노을이 연한 주황빛을 띄며 대기중에 먼지나 오염 물질이 만흐면 더 강한 붉은빛이 퍼지게 됩니다!