지구는 왜 공전하는 걸까?

by 지나온 시간들

어떤 사람이 야구공을 지상에서 수평 방향으로 던지면 어떻게 될까? 당연히 공은 앞으로 가다가 땅으로 떨어진다. 땅으로 떨어지는 이유는 무엇일까? 만유인력 때문이다. 지구도 질량이 있고 야구공도 질량을 가지고 있으므로 서로 잡아당기는 만유인력 때문에 공은 앞을 가다 땅으로 떨어지는 것이다.

만약 야구공을 사람이 아닌 강력한 힘을 가지고 있는 기계로 던진다면 어떻게 될까? 당연히 공은 사람이 던진 것보다 훨씬 더 많이 앞으로 가다가 떨어질 것이다. 좀 더 이상적으로 공기의 저항이 없다고 생각하고, 자신의 힘을 마음대로 조절할 수 있는 슈퍼맨이 있어서 이 사람은 어떠한 속도로도 공을 던질 수 있다고 생각해 보자. 슈퍼맨이 초속 약 8km/s로 야구공을 던지면 어떻게 될까? 야구공은 앞으로 계속해서 가다가 지구를 완전히 한 바퀴 돌고 다시 원위치로 돌아오게 된다. 왜냐하면 지구는 둥글기 때문이다. 만약 지구가 둥글지 않고 무한대의 크기의 편평한 물체라면 물론 엄청나게 멀리 가다 땅에 떨어지기는 한다. 하지만 지구는 둥글기 때문에 슈퍼맨이 던진 초속 8km/s의 야구공은 계속해서 지구를 돌 수 있다. 다른 조건들이 없다면 이 야구공은 영원히 지구를 공전하게 된다.


지구를 태양으로 생각하고 야구공을 지구로 가정해 보자. 슈퍼맨보다 더 힘이 센 슈퍼 울트라맨이 있어서 지구를 슈퍼맨이 야구공 던지듯이 초속 약 30km/s로 지구를 태양으로부터 1억 5천만 km 떨어진 곳에서 던진다면 어떻게 될까? 여러분이 생각한 대로 지구는 태양 주위를 한 바퀴 빙 돌고 나서 다시 원위치로 돌아온다. 지구와 태양 사이에는 공기도 하나도 없어서 저항력이 거의 없다. 따라서 슈퍼 울트라맨이 던진 지구는 원위치로 돌아오고 나서도 계속해서 돌 수 있다. 지금으로부터 약 45억 년 전에 지구는 태어났다. 당시 태양으로부터 1억 5천만 km 떨어진 곳에 위치에 있었다. 슈퍼 울트라맨이 있었는지는 모르나 어쨌든 지구는 그 위치에서 초속 30km/s의 속력으로 운동을 시작했다. 그리고 1년을 주기로 지구는 태양 주위를 계속해서 돌고 있고 지금까지도 계속해서 공전하고 있는 중이다.

지구가 공전하는 이유는 바로 만유인력 때문이다. 하지만 조건이 필요하다. 현재와 마찬가지인 태양으로부터 떨어진 거리, 공전 속도, 그리고 태양과 지구의 질량 값이다. 이 조건이 맞아 들어가지 않으면 지구는 계속해서 공전할 수 없다.


만약에 지구의 질량이 같은데 태양의 질량이 현재보다 훨씬 크거나, 태양으로부터 지구까지의 거리가 현재보다 가까운 경우, 그리고 현재 지구의 공전 속력 초속 30km/s보다 빠를 경우엔 어떤 일이 일어날까? 지구는 계속해서 현재 상태로 공전을 유지하지 못하고 점점 태양 쪽으로 빨려 들어가 수천 도가 넘는 태양에 흡수되어 종말을 고해야 한다.


만약 지구의 질량이 지금과 같고, 태양의 질량이 현재 값보다 작거나, 태양으로부터 지구의 거리가 지금보다 더 멀리 떨어져 있고, 현재 지구의 공전 속력보다 지구가 더 빨리 돌고 있다면 어떻게 될까? 지구는 현재의 불행히도 지금의 상태를 유지할 수 없고 태양으로부터 점점 멀어지게 된다. 지구가 태양으로부터 멀어지게 된다면 지구의 기온은 내려가기 시작할 것이고 나중에 결국 태양으로부터 너무 멀어지게 되면 지구의 평균 온도는 엄청 떨어져 현재의 생명체들이 살아갈 수는 없을 것이다.


지구가 공전하는 이유는 위에서 말한 것과 같다. 이러한 자연의 원리는 사람에게 똑같이 적용될 수 있다. 우리는 흔히 사람 사이에 존재하는 원리나 자연에 존재하는 원리가 다르다고 생각하는 경우가 있다. 물론 구체적으로 들어가면 그럴 수 있다. 하지만 커다랗게 가장 중요한 원리를 생각하면 자연의 원리나 사람 사이의 원리가 다 비슷하다. 2,500년 전에 노자가 생각했던 것이 바로 이것이다. 자연은 커다란 문제없이 모든 것이 자연스럽게 흘러가는 데 비해 사람은 수시로 많은 문제들을 접하며 살아가는 것을 보고, 자연의 원리를 따라 사람도 살아가면 어떨지 생각했던 것이다. 그래서 그는 이 원리를 당시의 한자로 “道(도)”라 표현했다. 즉 그가 생각한 도는 바로 우주 전체를 아우르는 자연의 원리(principles)이었다.


물론 그의 생각이 다 맞는 것이 아닐지는 모른다. 하지만 우리에게 충분히 도움이 된다. 왜냐하면 인간도 자연의 일부일 뿐이기 때문이다. 자연의 원리를 따라 살아가면 사람도 순리대로 살아갈 수 있을 것이라는 그의 생각은 깊이 새길 필요가 있다.


지구가 태양 주위를 공전하는 것만 해도 그렇다. 지구는 아무런 문제 없이 지난 45억 년 동안 계속해서 그 상태를 유지할 수 있었다. 이 공전의 원리를 우리에게 적용해 보면, 사람 간의 관계도 아주 오랫동안 평화롭게 좋은 관계로 유지할 수가 있다. 태양과 지구의 만유인력이 상호작용이듯이, 사람과의 관계도 상호작용이다. 지구와 태양은 적당한 인력과 적당한 거리, 그리고 적당한 속력을 유지할 수 있기에 지구는 태양 주위를 영원히 공전할 수 있었다. 마찬가지로 우리 사람들의 관계도 어느 정도의 거리를 두고 일정한 좋아함을 유지하며 적당한 일상생활을 해나간다면 크게 문제가 생기지 않는다.


하지만 사실 이것은 불가능에 가깝다는 것도 잘 안다. 그 이유는 인간은 욕심이 존재하고, 이기심이 있으며, 바라는 것이 있고, 감정이 있기 때문이다. 자신의 생각이 옳다고 강요하고, 자신을 알아주지 않는다고 서운해하는 그러한 일들도 있다. 한마디로 말해서 변수들이 너무 많다는 것이다.


그럼 방법은 없는 것일까? 당연히 있다. 그러한 많은 변수들을 줄여나가면 된다. 변수를 많이 줄일수록 사람관의 관계는 편안하고 자유로우며 오래도록 함께 할 수 있는 것이다. 나에게 어떤 일이 일어나도 별로 신경 쓰지 않고, 다른 사람과의 관계에도 그저 담담하게 반응해 나가다 보면 그러한 변수들이 많이 줄어들 것이다. 물론 어떤 사람들은 그렇게 무미건조한 사람 사이의 관계를 좋아하지 않을 수도 있다. 그것은 그의 욕심일 뿐이다. 자신이 좋아한다고 해서 억지로 인력을 강하게 작용시킨다면 처음에는 좋을지 모르나 나중엔 그게 오히려 더 큰 문제가 될 수 있다. 나는 이만큼 너를 좋아하고 너를 위해 이만큼 희생하고 노력했는데 너는 나한테 해준 것이 뭐가 있냐? 이런 식으로 될 수가 있다. 그 좋아했던 감정이 원수의 감정으로 변하게 될 수가 있다.


사람 간의 관계는 항상 변한다. 하지만 그 변함이 좋지 않은 결과를 가져온다면 바람직하지 않다. 차라리 지구가 태양 주위를 오랫동안 공전하는 것처럼 편안하고 자유로운 관계를 아주 오래도록 유지하는 것이 더 현명한 것은 아닐까?



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