안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
달빛의 실체는 태양빛이 달 표면의 미세한 암석 가루에 부딪혀 사방으로 튕겨 나가는 난반사 현상이며, 보름달이 유독 밝게 느껴지는 이유는 태양-지구-달의 구조 배치에 따른 대립 효과와 시각적 대비에 있습니다.
달 표면은 거울처럼 매끄럽지 않고, 수억 년 동안 운석 충돌로 깨진 미세한 먼지와 암석 파편인 표토로 덮여 있는데, 태양빛이 매끄러운 수면에 부딪히면 한 방향으로 튕겨 나가는 정반사가 일어나지만, 달 표면처럼 울퉁불퉁한 곳에 부딪히면 빛이 모든 방향으로 흩어지는 난반사가 일어납니다. 이 덕분에 지구에서 달을 바라보는 관찰자의 위치와 관계없이 달에서 반사된 태양빛을 관측할 수 있습니다.
보름달은 면적이 반달의 2배에 불과하지만, 실제 밝기는 약 11~12배에 달하는데, 그 이유는 태양, 지구, 달이 일직선상에 늘어서면서 발생하는 대립 효과 때문입니다. 평소에는 달 표면의 울퉁불퉁한 입자들이 미세한 그림자를 만들지만 보름달일 때는 태양빛이 관측자 바로 뒤에서 달을 정면으로 비추기 때문에, 입자들이 만든 그림자가 입자 자신에 가려져 지구 시선에서는 모두 사라집니다. 빛이 달 표면의 미세 입자 사이를 복사 반사하다가, 입사된 방향과 정확히 반대 방향으로 나아갈 때 빛의 파동이 서로 중첩되어 강해지는 광학적 현상이 일어납니다.
결국 달은 아스팔트처럼 어두운 물질로 이루어져 있지만, 난반사를 일으키는 표토 구조, 보름달 위치에서 그림자가 사라지는 대립 효과, 그리고 밤하늘과의 극심한 대비가 어우러져 반짝이듯 밝게 빛나게 됩니다.