달이 지구로 떨어질 수도 있나요?

Question

지구 주변을 돌고있는 달이 있잖아요.

지구가 당기는 힘 때문에 계속 달이 돌고있는건데.

이 달이 언젠가 중력으로 인해 지구로 떨어질수도 있을까요?

Answer 1

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

네, 중력으로 인해 떨어질 수 있지만, 달의 공전으로 인해 원심력이 생겨 평형을 이루고 있어 궤도를 유지하고 있습니다.

하지만, 사실 달은 멀어지고 있습니다.

지구와 달이 조금씩 멀어지는 이유는 서로를 이끄는 만유인력(중력)에 의한 에너지를 조금씩 손실하기 때문입니다.

여기서 만유인력에 대한 이해가 조금 필요합니다. 만유인력이란것은 질량을 가진 두 물체는 서로 끌어당기는 힘입니다. 지구도 질량체이고 달도 질량체 입니다. 두 질량체 사이에 만유인력이 작용해 서로를 끌어당기고 있죠. 그런데, 달이 지구로 떨어지지 않는 이유는 달이 지구 주위를 공전(회전운동, 각운동량을 가짐)을 하기 때문에 중력과 원심력이 평형을 이루고 있다고 생각하시면 됩니다. 그리고 이러한 관계 속에서는 전체적인 총 에너지와 각운동량(회전량)이 보존됩니다.

그런데, 지구는 자전하고 있으며, 지구에는 바다와 호수와 같은 물이 70%정도를 차지하고 있습니다. 이 때 달과 지구 사이의 관계에서 달이 공전하며 지구에 만유인력을 행사하는데, 바다와 호수와 같은 액체의 물질의 모양이 변화합니다. 이러한 변화는 지구 내에서 조수 간만의 차로 나타나며 수위의 변화, 파도 등으로 나타날 수 있습니다. 또한 지구 자전에 있어 마치 마찰력과 같은 영향을 미칩니다. 즉, 지구의 자전을 더디게 하죠. 그러면 지구와 달의 총 각운동량(회전량)은 일정한데, 지구의 자전이 더뎌지면서 달의 회전량이 증가하게 됩니다. 따라서 지구와 달 사이 만유인력과 달의 회전 운동으로 인한 원심력이 평형을 이루던게 깨지게 되는 것이죠. 달의 회전 운동량의 증가로 원심력이 커지면서 달이 조금씩 멀어지고 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 나현 과학전문가입니다.

현재 달은 오히려 매년 10cm정도 지구에서 멀어지고 있습니다.

지구, 달은 서로가서로에게 인력 즉 우리가 직관적으로 이해하기 쉬운 조석력을 작용하여 마찰을 발생 시키는 상태로 서로가 서로에게 스스로 회전하는 자전속도를 늦추고 있고 자전속도가 늦어지려면 서로간의 거리가 멀어져야 합니다.(김연아선수 회전속도 줄어들 때 팔을 벌리죠??)

중력은 우리가 유치윈 초딩 때 개념처럼 단순히 서로를 당기는 방식으로 운동 시키는게 아니라 상황과 조건에 따라서 다양한 방식의 운동을 만들어 냅니다.(예시-인공위성이 지구를 도는 회전 운동도 중력의 산물)

좀 더 중력에 대해서 알고 싶으시다면 요즘 워낙 블로그 유튜브 등에도 잘 나와서 추천 드립니다

Answer 3

실제로 달과 지구는 현재 1년에 3.8cm 정도 멀어지고 있습니다.

지구가 달을 끌어당기는 힘보다 원심력에 의해 달이 지구를 벗어나가려는 힘이 더 강해서 멀어지고 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 박상진 과학전문가입니다.

달은 매순간 지구로 떨어지고 있습니다.

비스듬히 던진 물체가 포물선운동하면서 매순간 연직방향으로 낙하하는 것처럼요!