지구란 무엇인가

측정하는 회광기를 고안했다. 우주로부터 지구와 충돌한 물체가 있는가? 지구 바깥의 외계에서 날아온 입자와 물체들은 끊임없이 지구와 충돌하고 있다. 매일 100톤 이상의 물질이 외계에서 지구로 유입되고 있는 것으로 추정된다. 이 물질들의 대부분은 모래알보다 더 작은 행성 간 먼지로 이루어져 있다. 다른 물질들 역시 지구와 부딪히고 있는데, 이들은 중성미자와 우주선 등과 같은 아원자 입자에서 커다란 암석 파편이나 금속으로 이루어진 운석까지 다양하다. 지구 역사를 거슬러 올라가면 오래전에 매우 큰 충돌도 있었다. 수십억 년 전, 적어도 수천 킬로미터의 크기를 가진 원시 행성 하나가 우리 행성과 충돌했다. 많은 과학자는 이 사건으로 인해 달이 형성되었다고 믿고 있다. 궤도와 자전 지구는 어떻게 회전할까? 지구는 어떻게 회전할까? 지구의 회전은 지구가 형성되는 과정에서 남은 각운동량의 결과다. 여기에는 세 가지 확연히 구별되는 운동이 있는데, 가장 눈에 띄는 것은 지구의 자전이다. 지구는 약 23시간 56분에 한 번꼴로 자전하며, 이에 따라 낮과 밤이 생긴다. 또 지구는 세차운동과 장동이 있고, 달이 지구를 돌면서 지구를 중력으로 당기는 역활을 한다. 세차운동과 장동은 오랜 시간이 지나면서 지구의 남극과 북극이 서로 다른 위치의 별을 가리키도록 했다. 지구의 자전을 과학자들은 어떻게 증명했는가? 1742~1762년 동안 영국의 왕실 천문학자를 지낸 제인스 브래들리는 처음으로 지구가 공전과 자전을 하는 증거를 제시했다. 브래들리가 별들의 시차를 측정하려 했을 때, 그는 밤하늘의 모든 별의 위치가 1년 내내 정확히 같은 크기만큼 이동하는 현상을 발견했는데, 이는 지구가 움직이는 방향과 일치했다. 1728년에 브래들리는 자신이 관찰한 별들의 움직임이 지구가 별빛에 대해 앞쪽으로 움직이기 때문에 생겨난다고 확신했다. 이 효과는 별빛의 광행차 현상이라 불리는데, 이는 관측자가 폭우 속을 걸을 때 빗방울이 약간 비스듬히 떨어져 사람들이 우산을 약간 앞쪽으로 기울여 쓰는 것과 같은 현상이라고 할 수 있다. 이는 명백히 지구가 움직이고 있다는 사실을 입증하는 것이며, 지구가 회전하고 있음을 말하는 것이기도 했다. 1852년에 프랑스의 과학자 장 베르나르 레옹 푸코는 파리에 있는 판테온 기념관의 돔형 천장에 길이 60m짜리 쇠줄에 커다란 쇠공을 매달아 진동시키는 진자 실험을 통해 지구가 회전하고 있음을 증명했다. 그는 공 밑바닥에 작은 바늘을 붙여 공의 움직임을 평평한 모래 면에 기록하게 했다. 하루가 지났을 때 공의 궤적은 처음 흔들리던 그대로였지만 바늘이 그린 선은 천천히 그리고 지속해서 오른쪽으로 회전하고 있었다. 바늘이 그린 선은 원을 그리고 있었는데 반나절이 지나자 완전한 원이 되었다. 푸코의 추는 매우 간단하면서도 지구상에서, 지구의 자전이 사실이며 태양이나 별이 그 주위를 회전하여 생기는 광학적 착각 현상이 아니라는 것을 증명했다. 지구는 얼마나 빠르게 자전할까? 지구는 23시간 56분마다 한 번씩 자전한다. 물론 정확히 24시간이 아니다. 그러나 매우 정확한 근삿값이기 때문에 우리는 달력과 시계를 하루 24시간을 기준으로 만들고, 이로 인한 오차를 다른 방법으로 메우는 방식을 택하고 있다. 지구는 대부분이 고체로 된 천체이기 떄문에, 지구의 모든 부분은 자전하는 데 같은 시간이 소요된다. 이 의미는 예를 들어 지구의 적도에 서 있는 사람은 시속 1670km의 속도로 움직이게 되는 것이다. 이는 일반 항공기의 거의 두배나 되는 속도다 이 속도는 남극이나 북극 쪽으로 가면 사실상 줄어든다. 극에서의 회전 속도는 0이 된다.