제 225호과학3분조회 65
발행 · 잡학서고 별관
달은 해마다 손톱이 자라는 속도로 멀어져요
아폴로 우주인이 달에 놓고 온 거울 덕분에, 달이 1년에 약 3.8센티미터씩 멀어진다는 걸 쟀어요
달은 지구에서 해마다 약 3.8센티미터씩 멀어지고 있어요. 미국항공우주국(NASA)은 이 속도를 손톱이 자라는 속도에 빗대요. 어떻게 쟀는지가 더 재미있는데, 1969년 아폴로 11호 우주인이 달 표면에 세워 둔 거울판에 레이저를 쏘아서 쟀어요.
달에 세워 둔 거울판
1969년 7월 20일, 아폴로 11호의 암스트롱과 올드린은 달의 고요의 바다에 가로세로 약 46센티미터짜리 판을 하나 세웠어요. 이 판에는 유리로 만든 작은 반사경 100개가 박혀 있어요. 반사경은 어느 방향에서 빛이 들어와도 온 길 그대로 되돌려 보내요.
전기가 필요 없는 장치라서 지금도 멀쩡히 쓰여요. 아폴로 14호와 15호도 같은 종류의 판을 각각 하나씩 놓고 왔어요. 아폴로 15호의 판에는 반사경이 300개 박혀 있어서 돌아오는 빛이 가장 강해요.
빛이 왕복하는 2.5초
지구의 천문대에서 이 판을 겨냥해 레이저를 짧게 쏘면, 빛이 달까지 갔다가 돌아오는 데 평균 약 2.5초가 걸려요. 빛의 속도는 알려져 있으니, 걸린 시간의 절반에 속도를 곱하면 거리가 나와요. 1969년 8월 1일에는 미국 릭 천문대가 처음으로 이 판에 빛을 맞혀 되돌아오는 것을 확인했어요.
지금은 장비가 좋아져서 지구와 달 사이 거리를 몇 밀리미터 안쪽으로 재요. 다만 쏜 빛은 달에 닿을 무렵 폭이 2킬로미터를 넘게 퍼져서, 돌아오는 빛 알갱이가 아주 적어요.
멀어지는 이유는 바닷물
수십 년 쌓인 측정에서 달은 해마다 약 3.8센티미터, 한 달로 치면 3밀리미터쯤 멀어지는 것으로 나왔어요. 원인은 지구의 바닷물이에요. 달이 끄는 힘 때문에 바닷물이 두 군데 불룩해지는데, 그 불룩한 부분이 달을 앞쪽으로 조금씩 끌어당겨요. 그 대신 지구의 자전은 아주 천천히 느려져요.
달까지 평균 거리가 약 38만 5천 킬로미터라서, 3.8센티미터는 하늘에서 달이 작아 보일 만큼의 변화가 아니에요. 아주 오랜 세월에 걸쳐 쌓이는 변화를 알려 주는 숫자예요. 달의 땅도 지구가 끄는 힘에 늘어나서, 판의 높이가 한 달 동안 최대 15센티미터쯤 오르내려요.
아폴로가 달에 세워 둔 거울판에 레이저를 쏘아 보니, 달은 해마다 약 3.8센티미터씩 지구에서 멀어지고 있어요.
정리·참고 메모 · NASA, NIST, JPL. 멀어지는 속도 약 3.8센티미터와 왕복 약 2.5초는 NASA·NIST·JPL 자료를 따랐어요. 측정 정밀도는 관측소와 시기에 따라 달라요.
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