지구의 자전에 대해서

지구가 태양을 중심으로 공전을 하는 동시에, 자전을 한다는 사실은 다들 알고 있을 것이다. 이번 포스팅에서는 지구가 자전을 한다는 것에 대한 증거와 얼마나 빠른 속도, 어떤 방향으로 자전하고 있는지에 대해서 알아보겠다. 

자전이란?

일단, 자전의 뜻을 정확히 모르는 사람들을 위해 자전의 정의에 대해서 알아보겠다. 자전은, 어떤 천체가 자전축을 중심으로 스스로 한 바퀴 회전하는 것을 뜻한다. 태양계에 있는 천체들은 모두 공전을 하면서 자전도 한다. 자전을 왜 하는지에 대해서는 여러 가지 가설들이 있다. 하지만 가장 유력한 가설은 초기 태양계가 만들어질 때 가스 구름이 서로 뭉치면서 돌게 되었는데, 이때의 회전 운동이 관성에 의해 굳어져서 현재까지 이어져왔다는 가설이다. 

지구 사진. 출처 : 네이버 백과사전

지구의 자전

지구의 자전에 대한 사실들

지구도 다른 천체들과 같이 자전축을 기준으로 자전한다. 지구는 지구 공전 궤도면에서 약 23 º 정도 기울어진 자전축을 기준으로 약 24시간에 한 번씩 자전하고, 이것이 현재 우리의 하루가 24시간인 이유이기도 하다. 이는, 한 시간에 약 15 º 씩 도는 것인데 우리가 살고 있는 행성의 크기를 생각하면 느린 것만은 아니다. 참고로 목성형 행성들은 10~16시간에 한 번씩 자전주기가 짧은 데에 비해서, 지구형 행성들은 자전주기가 상대적으로 길다. 지구와 화성은 자전주기가 약 24시간으로 비슷하지만, 수성과 금성은 각각 58일과 243일에 한번 자전을 한다. 

지구 자전 속도, 방향

먼저 지구 자전 속도에 대해서 알아보겠다. 현재 우리가 자전을 느끼지 못하는 것과는 별개로, 지구의 자전 속도는 매우 빠르다. 얼마나 빠른지는 계산을 통해서 알아보겠다. 지구의 적도의 둘레는 약 40,000km이고, 만약에 지구의 적도에 사람이 서 있다고 생각해보자. 그렇다면 이 사람은 하루(24시간)에 40,000km를 이동하는 것으로 볼 수 있는데, 계산해봤을 때 이 사람은 시속 1666.66km로 이동하고 있는 것이다. 초속으로 계산해봤을 때, 이 사람은 초속 5km를 꾸준히 이동하는 것이다. 

그렇다면 지구 자전 방향에 대해서 알아보겠다. 지구는 서쪽에서 동쪽으로 자전한다. 이 자전 방향은 금성을 제외하고 태양계에 있는 천체들 모두 동일하다. 그래서 태양계가 형성될 때 존재했던 가스 구름들이 회전하던 방향이 그대로 굳어져서 자전을 한다는 가설을 뒷받침하는 증거가 되기도 한다.

우리가 자전을 느끼지 못하는 이유

그런데 갑자기 궁금증이 든다. 지구가 매일같이 빠르게 자전과 공전을 하는데 왜 우리가 그것을 느끼지 못하는 걸까? 이는 간단하게 설명할 수 있다. 그 이유는, 우리가 지구와 같은 방향과 속도로 일정하게 회전하고 있기 때문이다. 이 설명이 와 닿지 않는다면, 우리가 일정한 속도로 달리는 기차에 탔을 때를 상상해보면 된다. 우리가 기차에 탔을 때, 기차 밖에 서있는 사람은 우리가 빠르게 움직이고 있는 것이 보일 것이다. 하지만, 기차에 직접 타고 있는 우리는 그것을 느끼지 못한다. 

지구 자전의 증거들

태양이 동쪽에서 떠오르고 서쪽으로 지는 현상

태양이 어디에서 뜨는지 안다면 이해하기 쉬울 것이다. 태양은 동쪽에서 뜬다. 마찬가지로, 달과 별들도 동쪽에서 서쪽으로 이동한다. 달을 제외하고, 실제로 별과 태양이 움직이기 때문에 지구에서 관측했을 때 움직이는 것처럼 보이는 것이 아니다. 이를 천체의 겉보기 운동이라고 하는데, 이는 지구가 자전하기 때문에 생기는 현상이다. 태양이 떴다가 지고, 별이 움직이는 것처럼 보이는 이 모든 현상들이 지구가 자전한다는 증거가 된다.

 

별이 움직여서 별이 움직이는 것처럼 보이는 것이 아니고, 지구가 자전하기 때문에 별이 움직이는 것처럼 보인다.

지구의 낮과 밤

지구에 생기는 낮과 밤. 이 또한 지구가 자전한다는 증거가 된다. 지구에서 태양을 보고 있는 쪽은 낮, 태양이 안 보이는 쪽은 밤이다. 태양이 지구를 중심으로 움직이지 않는다는 것은 모두 알 것이다. 그렇다면 지구가 태양의 주변을 돌고 있는 것인데, 마냥 공전만 한다면 낮과 밤이 바뀌지 않을 것이다. 따라서 지구가 자전을 하기 때문에 지구에 낮과 밤이 생긴다는 것을 알 수 있다.