지구의 공전속도가 느려지면 어떤 일이 발생하게 되나요?
안녕하세요. 지구는 태양을 도는 공전행위와 스스로 도는 자전행위를 하잖아요. 이중에서 지구의 공전속도가 느려지게 된다면 어떤 일들이 발생하게 될까요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
지구의 공전속도가 느려지면 우선 1년이 길어지게 되겠지용! 지금은 365.25일의 공전을 하지만 그 기간이 길어지면 그만큼의 계절의 길이가 달라지게 될것이며 태양으로부터 받는 태양복사에너지의 양과 분포 자체가 달라지게 될것입니다! 지구가 태양에 가까워지거나 멀어지는 시간이 길어지게 되어 한쪽 반구는 더 오랫동안 태양에너지를, 반대는 덜 받게 되면서 이상기후현상이 나타나게 되겠지여! 공저속도의 변화로 인해 계절의 패턴이 바뀌면 우리 인간도 그렇지만 생태계 자체의 시스템리듬 자체가 달라지게 될것입니다! 그렇게되면 생태계의 큰 혼란을 야기시키게 되겠지용! 지구의 기후 시스템은 공전속도와 밀접하게 연결되어 있고 공전속도가 느려지면 기후 시스템의 균형이 깨져 태풍이나 폭염 폭우 등이 나타나게 될것입니다! 또한 중력적 상호작용도 바뀌게 되어 극단적인 상황이 일어날수도 있을것 같네용!
안녕하세요. 김칠영 박사입니다.
지구뿐만 아니라 모든 행성은 각자의 위치에서 태어날 때, 원시 태양계 성운의 회전 각운동량을 나누어 받아 공전과 자전을 합니다. 각운동량은 보존되는 물리량이므로, 제3 천체의 영향이 없으면 공전 각운동량과 자전 각운동량은 변하지 않습니다. 다만 행성의 공전 운동은 케플러 제1 법칙과 제2 법칙에 따라 타원 궤도를 돌면서 태양으로부터의 거리가 가까워지면 속도가 빨라지고 멀어지면 감소하면서 자연스럽게 변합니다. 이러한 현상은 지상에서 위로 던져 올려진 공이 높이 올라갈수록 즉 지구 중심으로부터 멀어질수록 속도가 점점 느려지는 것과 같고, 따라서 지구의 공전 속도가 느려지는 경우는 태양으로부터의 거리가 증가할 때입니다.
물론 이러한 답변은 질문자의 의도에서 완전히 벗어난 답변으로서 동문서답이라고 할 수 있겠지요. 아마도 질문 취지는 지구가 어떤 이유이든지 공전 속도가 급격하게 느려지면 공전 운동이 어떻게 변하는지 궁금하다는 것일 겁니다. 지구의 공전 속도가 급격하게 변하는 대표적인 경우는 제3 천체와의 충돌입니다. 만약에 달 정도 크기의 어떤 소행성이 반대 방향에서 날아와 정면충돌한다면 지구의 공전 속도는 뚝 떨어질 것이고, 그러면 태양에 대한 원심력은 급감하지만 만유인력은 변함이 없으므로 지구는 태양 쪽으로 떨어져 갈 것입니다. 그런데 높은 곳에 있던 공이 떨어지면서 속도가 빨라지듯이 태양에 가까워질수록 위치에너지가 운동에너지로 바뀌면서 지구의 속도가 점점 빨라지고 그 결과 원심력이 점점 커지게 됩니다. 그러다가 마침내 어느 곳에서 예를 들면 수성 궤도 부근에서 만유인력과 원심력이 같아지면 그 곳에서 새로운 공전궤도를 따라 태양 주위를 공전하게 될 것입니다.
새로운 궤도는 지구와 충돌체의 질량 및 원래의 궤도 그리고 충돌 조건에 따라 달라질 것입니다. 만약에 지금이라도 태양계 공간에 부유 물질이 매우 많이 떠다닌다면 이들과의 충돌 마찰로 인하여 지구는 점점 추락하다가 언젠가는 태양으로 빨려들어 갈 것입니다. 마치 낮은 궤도를 돌고 있는 인공위성이 대기 입자와의 마찰로 인하여 지표면으로 추락하는 것과 같습니다. 하지만, 태양계 형성 후 46억 년이 지난 지금까지 행성들이 살아 있다는 것은 그만큼 태양계 공간이 깨끗이 청소되어 거의 진공 상태라는 것을 추정할 수 있습니다.