우주에서 총을 쏘면 반동 때문에 뒤로 날아가나요?

Question

말 그대로 진공상태인 우주에서 총을 쏘면 반동에 의해 신체가 뒤로 날라가는지 궁금합니다. 잘 아시는 분 있으면 답변 달아주시면 감사하겠습니다!

Answer 1

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

네, 뒤로 밀려나는 건 맞아요. 다만 영화에서처럼 휙 날아가는 건 아니고 아주 천천히 떠밀려 가는 정도예요.

이건 뉴턴의 작용 반작용 법칙 그대로예요. 총이 탄환을 앞으로 밀어내면 그 반대 방향으로 똑같은 크기의 힘이 쏜 사람에게 가해지거든요. 지구에서 총을 쏘면 발이 땅에 딱 붙어 있으니까 반동을 땅이 받아주고 몸이 살짝 뒤로 밀리는 정도에서 끝나요. 그런데 우주에서는 발을 딛고 있을 바닥이 없잖아요. 반동을 받아줄 게 없으니까 그 힘이 고스란히 몸을 뒤로 밀어내는 거예요.

얼마나 빨리 밀려나는지는 운동량 보존으로 계산할 수 있어요. 탄환의 질량 곱하기 탄환의 속도가 사람의 질량 곱하기 사람의 속도와 같아야 하거든요. 권총 탄환이 대략 8그램에 속도가 초속 370미터 정도라고 하면, 우주복을 입은 사람의 질량이 약 130킬로그램이라 했을 때 반동 속도는 초속 약 0.02미터, 그러니까 초속 2센티미터 정도예요. 1초에 2센티미터씩 뒤로 밀리는 거라 체감상 거의 느끼기 어려울 만큼 느려요.

다만 우주에서는 마찰이 없으니까 이 느린 속도가 절대 멈추지 않는다는 게 핵심이에요. 지구에서는 공기 저항이나 바닥 마찰이 운동을 멈춰주지만, 우주에서는 한 번 밀리기 시작하면 다른 힘이 가해지지 않는 한 영원히 같은 속도로 표류해요. 총을 한 발 쏘면 느리지만 멈출 수 없이 떠내려가는 거예요.

총알 쪽도 재미있어요. 지구에서는 중력과 공기 저항 때문에 총알이 결국 떨어지지만 우주에서는 그것도 없으니까 탄환이 초속 370미터 그대로 영원히 직진해요. 물론 실제로는 언젠가 어떤 천체의 중력에 잡히겠지만 이론적으로는 아무것도 안 부딪히면 끝없이 날아가는 거예요.

총 자체는 우주에서도 발사가 가능해요. 화약 안에 산화제가 포함돼 있어서 외부 산소 없이도 연소가 되거든요. 다만 아무도 이런 짓을 안 하는 이유가 있는데, 반동보다 무서운 건 우주 공간에 총알이라는 초고속 파편을 하나 만들어낸다는 거예요. 우주 정거장이나 다른 장비에 부딪히면 큰 사고가 날 수 있으니까요 :)