달은 왜 지구에서 점점 멀어질까?
밤하늘에서 늘 같은 자리에 떠 있는 것처럼 보이는 달. 하지만 놀랍게도 달은 매년 약 3.8cm씩 지구에서 멀어지고 있다. 손톱이 자라는 속도와 비슷한 이 변화는 아주 느리지만, 분명하게 측정되고 있는 사실이다. 그렇다면 달은 왜 조금씩 지구를 떠나고 있을까?
원인은 ‘조수 간만의 차’
달이 지구에 가장 큰 영향을 미치는 것은 바로 중력이다. 달의 중력은 바닷물을 끌어당겨 조수 간만의 차를 만든다. 그런데 이 바닷물의 움직임이 단순한 현상이 아니라, 지구와 달의 거리까지 바꾸고 있다.
지구는 생각보다 빠르게 돈다
지구는 하루에 한 바퀴 자전한다. 이때 바닷물은 달이 있는 방향으로 바로 정렬되지 않고, 지구의 자전 때문에 약간 앞쪽으로 끌려간다. 이 ‘앞서 있는 바닷물’이 달을 살짝 끌어당기면서, 달의 운동 에너지를 증가시킨다.
에너지를 얻은 달은 멀어진다
이 과정에서 달은 에너지를 받아 더 높은 궤도로 이동한다. 궤도가 높아진다는 것은 곧 지구에서 멀어진다는 뜻이다. 반대로 지구는 에너지를 잃어 자전 속도가 아주 조금씩 느려진다. 실제로 지구의 하루 길이는 아주 미세하게 길어지고 있다.
이 사실은 어떻게 알았을까
과학자들은 아폴로 달 탐사 당시 달 표면에 설치한 레이저 반사판을 이용해 달과 지구 사이의 거리를 정밀하게 측정한다. 지구에서 레이저를 쏘아 달에 반사되어 돌아오는 시간을 재는 방식이다. 이 관측을 통해 달이 점점 멀어지고 있다는 사실이 명확히 확인됐다.
계속 멀어지면 어떻게 될까
달이 갑자기 사라질 걱정은 없다. 수십억 년이 지나야 눈에 띄는 변화가 나타난다. 다만 아주 먼 미래에는
- 지구의 하루가 더 길어지고
- 조수 간만의 차가 줄어들며
- 지구와 달이 서로 같은 면만 바라보는 상태
가 될 것으로 예측된다.
달은 지구의 시간을 바꾸고 있다
우리는 달을 밤하늘의 풍경으로만 바라보지만, 달은 지금 이 순간에도 지구의 회전과 시간을 조금씩 바꾸고 있다. 달이 멀어진다는 사실은, 지구와 달이 여전히 서로 영향을 주고받는 살아 있는 시스템이라는 증거다.
변하지 않는 것처럼 보여도, 우주는 움직인다
달은 늘 그 자리에 있는 것처럼 보인다. 하지만 우주에서는 아주 작은 변화가 수억 년 동안 쌓여 거대한 차이를 만든다. 달이 멀어지는 현상은, 우주가 얼마나 느리지만 확실하게 움직이고 있는지를 보여주는 가장 가까운 증거일지도 모른다.