<문> 우리는 별을 ☆로 그리지만 실제 이런 모양은 아니다. 지구나 달도 모두 둥근 공 모양이다. 천체는 왜 모두 공 모양일까? <풀이> 태양(별)과 지구(행성) 등 천체가 둥근 이유는 항성의 중심에서 끌어당기는 중력 때문이다. 중력은 우리 우주에 작용하는 4가지 힘(강력, 약력, 전자기력, 중력) 중 가장 약한 힘이지만 천체만큼 질량과 밀도가 커지면 엄청난 중력이 작용할 수밖에 없다.
중력은 천체의 중심으로부터 모든 방향에 대해 거리에 따라 작용하기 때문에 중심에서부터 표면까지의 거리가 일정한 구 모양을 가질 수밖에 없다.
태양 같은 별은 유체 상태. 끌어당기는 중력과 자전할 때의 원심력이 균형을 이뤄 공 모양이라는 것이 이해된다. 하지만 지구 같은 행성은 딱딱한 고체인데 어떻게 이것이 가능할까?
사실 행성도 처음 만들어질 땐 유체 상태다. 태양계의 예를 들어 보자. 행성과 위성들은 작은 천체 조각들이 서로 부딪혀 점점 커지며 형성됐다.
지구와 달도 동시에 형성된 형제인 셈이다. 뜨거운 조각들은 부딪히며 액체 상태로 녹으며 커진다. 유체 상태로 둥근 모양을 갖춘 뒤 식으면서 굳어진 것이다.
반면 달보다 작은 소행성들은 울퉁불퉁한 감자 모양이다. 유체 상태의 '구조조정'을 거치지 못한 것이다. 크기가 작아 중력은 얼마 안 되고 유체도 아니어서 처음 생긴 울퉁불퉁한 암석 모양 그대로다.
그런데 행성 사이에서도 동그란 정도는 조금씩 다르다. 지구와 함께 수성, 금성, 화성은 거의 완전한 구에 가깝지만 바깥쪽의 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 등은 사진으로 봐도 약간 납작한 것을 알 수 있다.
바깥쪽의 목성형 행성들은 가벼운 수소, 헬륨으로 이루어진 기체 상태라 원심력이 큰 적도 부분이 좀더 크기 때문이다.
반면 안쪽의 지구형 행성은 무거운 산소 규소 철 등으로 구성돼 단단한 암석으로 굳어 공모양에 가까운 것이다.
무거운 것이 태양계 안쪽에 자리잡는 것은 바닷가에 모래를 버렸을 때 굵은 모래는 가라앉고 가벼운 모래가 멀리 바다로 실려가는 것과 같다.
/박석재
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