멋지게 떨어지기

매일 매초마다 지구는 떨어지고 있어요. 바로 지금, 여러분이 이 글을 읽는 동안에도 우리 행성 전체가 시속 거의 70,000마일로 우주를 곤두박질치고 있답니다. 그런데도 우리는 어떻게 된 일인지 땅에 부딪히지 않아요. 사실 우리는 45억 년 동안 떨어져 왔고, 앞으로도 영원히 계속 떨어질 거예요. 이것이 바로 행성들이 왜 태양 주위를 도는지에 대한 비밀이에요.

비밀은 이거예요. 지구는 태양을 향해 곧장 아래로 떨어지는 게 아니에요. 앞으로 떨어지면서 동시에 옆으로도 떨어지고 있지요. 길거리 배수구 옆을 스케이트보드를 타고 지나간다고 상상해 보세요. 중력은 여러분을 배수구 쪽으로 끌어당기지만, 여러분은 옆으로 아주 빠르게 움직이고 있어서 똑바로 빠져 들어가는 대신 휘어 지나가요. 지구도 태양을 상대로 똑같은 일을 해요. 다만 그 '스케이트보드 속도'가 시속 70,000마일일 뿐이에요.

태양의 중력은 보이지 않는 손처럼 뻗어 나와 지구를 끊임없이 끌어당겨요. 바로 그 끌어당김 때문에 지구가 태양 쪽으로 '떨어지는' 거예요. 하지만 수십억 년 전, 태양계가 만들어질 때 지구는 우주 공간을 옆으로 움직이기 시작했어요. 우주에는 지구의 속도를 늦출 공기가 없어서, 지구는 그때의 처음 옆 방향 움직임으로 지금까지 계속 나아가고 있답니다.

그 균형은 완벽해요. 지구가 더 느리게 움직인다면 태양의 중력이 이겨서 우리는 안쪽으로 빙빙 말려 들어가다가 결국 태양에 부딪히고 말 거예요. 지구가 더 빠르게 움직인다면 태양의 끌어당김에서 벗어나 어두운 우주로 영원히 날아가 버리겠지요. 하지만 지구는 정확히 알맞은 속도로 움직여요. 태양을 계속 비켜 갈 만큼 빠르지만, 달아날 만큼 빠르지는 않아요. 그 골디락스 속도가 안정된 원을 만들고, 우리는 그것을 궤도라고 부른답니다.

모든 행성은 똑같이 옆으로 떨어지는 춤을 춰요. 수성은 태양에 가까워서 추락하지 않으려면 빠르게 움직여야 하므로 단 88일 만에 태양 주위를 한 바퀴 돌아요. 해왕성은 아주 멀리 있어서 태양의 중력이 약하기 때문에 천천히 돌 수 있고, 한 바퀴 도는 데 지구의 165년이 걸려요. 각 행성은 자신의 거리에 맞는 속도를 찾아낸답니다.

정말 놀라운 점은 이거예요. 궤도란 말 그대로 끝나지 않는 추락이에요. 국제우주정거장은 지금도 지구 주위를 떨어지고 있어요. 하루에 16번씩 지구를 계속 비켜 가면서요. 안에 있는 우주비행사들이 무중력처럼 느끼는 것은 중력이 없어서가 아니라, 끊임없이 자유 낙하하고 있기 때문이에요. 달은 지구 주위를 떨어지고 있어요. 지구는 태양 주위를 떨어지고 있어요. 태양 자체도 우리은하 중심 주위를 떨어지고 있지요. 끝없이 아래로 떨어지고 있는 거예요.

처음의 옆 방향 밀어 주는 힘은 태양계를 만든 회전하는 가스와 먼지 구름에서 왔어요. 그 구름 안의 모든 것은 이미 천천히 돌고 있었어요. 마치 배수구를 따라 빙빙 도는 물처럼요. 행성들이 그 구름에서 뭉쳐 만들어졌을 때, 그 회전을 물려받았고, 그것이 행성들의 옆 방향 움직임이 되었어요. 태양의 중력은 날아가던 행성들을 붙잡았고, 그때부터 행성들은 원을 그리며 계속 떨어지고 있답니다.

그러니 행성들이 태양 주위를 도는 이유는 보이지 않는 선로에 붙어 있어서도 아니고, 어떤 힘이 행성들을 원 모양으로 밀고 있어서도 아니에요. 그것은 행성들이 떨어지고 있고, 동시에 옆으로 움직이고 있으며, 그 두 움직임, 아래로 향하는 움직임과 앞으로 향하는 움직임이 합쳐져 우리가 궤도라고 부르는 끝없는 곡선을 만들기 때문이에요. 우리는 우주에서 가만히 서 있는 게 아니에요. 우리는 멋지게 떨어지고 있답니다.
