17. 중력의 진실
[창조와 과학 실토리]
『태초에 하나님이 하늘과 땅을 창조했다.』(창 1장 1절)
17. 중력의 진실
모든 물체 간에 작용하는 힘이 공통적인 힘의 법칙, 즉 중력상수 G가 같다는 증거를 어떤 곳에서 볼 수 있을까? 뉴턴의 천재적인 상상력과 추리는 우리가 항상 보는 달의 운동에서 이것을 찾아냈다. 우리들 모두가 달은 한 달 동안 지구를 한 바퀴 도는 것을 알고 있으며, 달은 지구로부터 240,000마일(1마일은 약 1.67km임) 떨어져 있으며, 지구의 반경은 4,000마일임을 알고 있다.
달이 지구를 중심으로 하여 원운동을 하며, 한 달 동안에 한 바퀴 돌고 있으니, 일초 동안에는 달이 직선운동에서 벗어나 얼마만큼 떨어지는가를 계산할 수 있다. 그렇게 해보면 달은 일초 동안에 20인치씩 떨어지고 있다는 것을 알 수 있다...........
뉴턴은 이렇듯 중력은 만유공통인 만유인력을 알아냈고, 더 나아가서 천체나 혹은 물체의 운동은 ma = F라는 운동방정식에 따라서 움직인다고 생각했다.
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그러나 본질적으로 이 힘이란 어떻게 생기며, 왜 행성이 그런 운동을 할까? 태양 위에 천사가 앉아서 망원경으로 지구와의 거리를 재고, 그 거리 r을 제곱하여 다시 나눈 뒤, 그만한 힘으로 잡아 다닌다는 말인가? 왜 이렇게 되느냐를 뉴턴의 운동방정식이 대답해 주는 것은 없다. 다만 그러한 힘이 작용한다면 어떻게 움직이는가를 말해 주고 있을 뿐이다. 뉴턴의 운동방정식에서의 먼 거리에서 순간적으로 작용한다고 해석된다. 예를 들어서 지구와 달은 24,000마일 떨어져 있으나, 힘 F는 순간적으로 지구에서 달에 미친다고 생각할 수가 있다.
이런 의미에서 뉴턴의 방정식은 멀리 떨어진 물체사이의 관계를 이야기해 준다고 할 수 있다.
<빛은 있어야 한다/ 김재완 저/서울대학교 출판부>
잠시 뉴턴의 중력에 대한 상호 작용력으로써, 만유인력에 대해 생각할 수가 있겠다. 아마도 중력에 대한 설명으로서 뉴턴은 자신의 집 마당에 있는 사과나무를 예를 들었다. 뉴턴은 어릴 적에 자주 사과나무 밑에 와 있었던 것을 그의 위인전에서 읽을 수가 있겠다.
사실 그 당시에는 뉴턴의 이런 생각을 많은 과학자들은 이해하기 힘들었던 것이었다. 그럴 만도 하겠다. 지구가 둥글다는 것에 대해서도 이해하기에 힘들었으니 말이다. 지동설에 의해서 지구를 중심으로 해와 달이 돌고 있다고 하는 천동설의 이념에서 탈피하는 시기에 있었으니 말이다.
어떻든 뉴턴이 케플러와 갈릴레오와 코페르니쿠스 등의 과학자들에 의해서, 그들의 업적에 의해서 그는 물질 간에 상호작용하는 힘이 있다는 사실을 상상하여 만유인력의 법칙을, 물질 간에 작용하는 힘은 두 물체의 질량에 비례하고 거리에 제곱에 역비례한다는 수학적 공식을 나타냈다는 것에는 놀라운 일이었다. 그의 업적은 과학세계뿐만 아니라 인류사회의 변화를 가져오게 했던 것이었다.
이처럼 뉴턴의 만유인력으로써 물질 간에 작용하는 힘, 중심력, 중력이 존재한다는 사실은 허공에 떠있는 원형의 지구표면에 인간들이 살아갈 수 있음을 이해시키게 되었던 것이다. 또한 중력은 질량에 비례함으로써 태양과 달, 금성이나 수성 등등, 그 외에 물질에도 그 크기가 결정된다는 것을 알게 되었던 것이었다.
그리고 지구가 태양을 돌고, 달이 지구를 돌게 된다는 사실에 대해서도 이해할 수가 있게 되었던 것이다. 이러한 힘의 존재는 이미 성경에서 말해주었다는 것을 알았으면 한다. 창조자 하나님이 다섯째 날에 하늘의 궁창에 광명체들을 있게 하여, 낮과 밤을 나뉘게 하였다는 것은 이미 지구가 자전하고 있음을, 그리고 징조와 계절과 날(day)과 해(year)를 이루게 하였다는 것에서 힘의 존재는 있게 되었다는 것을 알아야 할 것이다. 이러한 현상들에게는 빛을 창조하신 후에 나타난 시공간(時空間)의 영역에 있었음을 알아야 할 것이다.
우주공간에서 수많은 별들의 존재가 유지되는 데에는 우주의 힘이 존재하였다는 것을 알 수 있으며, 지상에 동식물들이 존재하는 데에도 중력이 있었음을 알 수 있겠다. 만유인력이란 모든 물질에는 물질 중심력, 중력이 있다는 것과 같은 의미인 것이다. 또한 우주의 별들의 모양도 거의 원형을 이루고 있음에도 중력이 작용하기 때문이란 것을 알 수가 있겠다. 더욱 재미있는 것으로는 나뭇잎 위에 빗방울이 원형을 이루고 있는 모습을 많이 볼 수가 있는데, 역시 물방울에도 중력이 작용한다는 사실을 알 수가 있겠다.
모든 만물은 중력이라는 힘이 작용함으로써 대부분이 원형을 이루게 된다는 것이다. 또한 물질이 어떤 형태를 이루어지기 위해서는 힘이 필요한 것이다. 또한 사과나무에서 사과의 열매를 형성하는 데에도, 수박이 과일들에서도 그러한 모양을 이루어지기 위해서는 힘이 필요한 것이다. 그러나 단순히 만유인력의 공식대로 두 물질 간에 작용하는 힘을 표현하기에는 너무나 복잡한 힘의 군단이 작용하고 있다는 것을 알아야 하겠다.
그 예로써, 지구상에 다양한 물체들, 동물이나 식물, 그리고 하늘을 날아다니는 새와 물속에 물고기들, 그리고 지구를 둘러싸고 있는 공기(대기), 이러한 모든 것에 적용되는 중력의 상호작용은 놀랍게도 조화를 이루고 있다는 것이다.
여기에서 중력의 진실을 보는 지혜가 필요하다. 즉 진리 안에 해답이 있다는 것을 말이다. 아주 작은 원자에서부터 우주의 별들에게 이루기까지 중력의 조화는 놀라운 것이다. 만일에 만물에 중력이 사라진다면, 어찌 될까? 이에 대하여서도 성경에는 말해주고 있다.
「그날 환난 후에 즉시 해가 어두워지며, 달이 빛을 내지 아니하며, 별들이 하늘에서 떨어지며, 하늘의 권능들이 흔들리리라.」(마태 24:29)
「그러나 주의 날이 도둑같이 오리니, 그날에는 하늘이 큰 소리로 떠나가고, 물질이 뜨거운 불에 풀어지고, 땅과 그중에 있는 모든 일이 드러나리로다.」(베드로 후 3:10)
예수님이 말씀하신 대로, 베드로가 말한 대로, 그날에, 마지막 날에는 물로 심판하지 않겠다고 노아에게 약속하였으며, 그 대신 천지가 사라지게 된다는 것이었다. 이처럼, 천지가 녹아내린다든지, 사라진다든지, 흩어진다든지....... 이러함에는 물리적인 법칙이 사라진다고 생각할 수가 있는 것이다. 뉴턴이 말한 대로 만유인력이 사라진다면, 어찌 되겠는가? 즉 사라지게 되는 것이다. 그러므로 만유인력이, 중력이 있음으로 모든 만물이 정상적으로 존재할 수가 있게 된다는 것이다. 즉 중력은 창조자 하나님이 천지를 붙으시는 원리에 하나인 것이라 생각할 수가 있겠다.
