그래도 지구는 돈다(1) 지구는 돈다

이 글의 장본인


'그래도 지구는 돈다'

  갈릴레이 갈릴레오가 이렇게 중얼거렸다고 합니다. 어떤 사람은 갈릴레오가 실제로 그런 말을 안 했다고도 하고, 실제로 많은 사람이 설마 그랬겠어 하는 분위기입니다. 몇 백년이 흐른 지금, 저도 똑같이 말하렵니다. '그대로 지구는 돈다.' 사실 갈릴레이는 지구가 왜 도는지는 몰랐습니다. 하지만 지금은 뉴턴느님이 중력을 발견하사 중력이 행성을 돌린다는 걸 초등학생들도 압니다. 그후로 인류는 탐사선을 우주로 쏘아올리고, 달에 성조기를 꽂고, KTX를 타고 가도 몇십만 년이 걸리는 별들을 관찰하며 우주의 신비를 풀고 있습니다.

  지난 겨울방학. 저는 집에 가던 길이었습니다. 중고서점 하나가 오픈했더군요. 큰 기대는 없이 들어갔습니다. 하지만 한 책이 제 눈을 사로잡았습니다. 위에 보이는 저것입니다. 보이십니까? 책 제목이? 여러분이 잘못 읽은 게 아닙니다. 지동설, 중력, 상대성이론. 모두 이르면 초등학교 늦으면 대학교에서 배우는 물리학입니다. 상대성 이론이야 왈가왈부가 있다고 굳이 인정할 수는 있습니다. 하지만 지동설과 중력이라니. 누가 이 책을 발견하고 그냥 지나칠 수 있겠습니까. 망설임 없이 샀습니다. 집에 가서 읽었습니다. 반론하고 싶어서 입이 근질거렸습니다.

  전 과학자도 과학생도도 아닙니다. 그저 지나가던 공돌이A입니다. 물리학과 담을 쌓지는 않았지만 모르는 게 아는 것보다 많습니다. 하지만 저는 반박을 하고 싶었고, 그렇기 때문에 제 '의견'을 말하렵니다. 이글루스는 넓은 곳이니 과학하시는 분도 많은 줄로 압니다. 제가 틀린 곳이 있다면 덧글로 알려주시기 바랍니다.


이 게시물의 방식
1. '지동설 중력 상대성 이론은 허설이다 - 우주의 본연'(최건/백산자료원/2005)을 읽고 틀린 점을 지적한다.
2. 글의 방식은 다음과 같다. 먼저 책의 부분을 인용한 뒤, 그 인용 부분을 반박한다.
3. 명예훼손 소송이 들어오지 않기를 빈다.



1. 느끼는 대로 믿어야 한다?

  "우주 공간에 단 하나의 별이 있고, 그것이 움직이면 움직이는 그대로 보이고, 정지해 있으면 정지해 있는 그대로 보이는 것이다. 이때 보는 기능은 시력이고, 구별하는 기능은 생각과 정신이다. (중략) 즉 시력과 생각은 별개가 될수 없는 것이다. 그러므로 보이는 그대로가 자연적 사실이다.(16p)"

  아닙니다. 사람의 감각은 불완전합니다. 사람이 느끼는 동물인 건 맞습니다. 눈으로 보고, 입으로 맛보고, 귀로 소리를 듣습니다. 하지만 그 감각을 곧이곧대로 믿을 수 있을까요?

실제로 존재하는 모습?

  위 그림을 봅시다. 실제로 존재할 수 없는 모형입니다. 하지만 우리 눈은 존재한다고 합니다. 시각뿐만이 아닙니다. 바나나 향을 넣은 바나나우유는 정말 바나나가 들어간 것일까요? 냄새가 아무리 감쪽같고, 그 냄새가 우리 코를 완벽히 속일지라도 그것은 진짜 바나나가 아닙니다. 밤하늘도 그렇습니다. 별들이 우리 주위를 도는 것처럼 보입니다. 하지만 사실 지구가 움직이는 것이죠. 증거도 있습니다. 연주 시자, 광행차, 도플러 효과....



2. 별이 실제로 움직이면 지동설이 틀리다?

"그런즉 이 지동설은 별들의 실재 운동을 보고 지구 운동에 대한 겉보기 운동이라고 하는 착각일 뿐이다. 따라서 별들의 운동이 실재 운동이면 지동설은 허설이 될 뿐이다.(18,19p)"

  아닙니다. 그것은 지동설 과대해석입니다. 지동설 히어로, 갈릴레이와 케플러도 모르는 게 있었습니다. 왜 행성이 도는가. 뉴턴이 중력을 발견한 후에야 의문은 풀립니다. 모든 질량을 가진 물체는 중력을 주고받습니다. 지구와 태양, 지구와 달, 지구와 물체들. 작용 반작용 법칙에 따르면 모든 힘은 반작용이 있고 크기는 같습니다. 태양은 지구를 잡아당깁니다. 동시에 지구도 태양을 잡아당깁니다. 다만 태양은 질량이 매우 커서 꿈쩍도 안 할 뿐인 것이죠.

  원래 얘기로 돌아갑니다. 별이 뜨고 지는 건 겉보기입니다. 하지만 별들도 움직입니다. 어떤 별은 빠르게, 어떤 별은 느리게 날아갑니다. 별도 결국은 질량을 가진 물체입니다. 중력이라는 힘을 받으면 이리저리 이동합니다. 그 별들이 너무 멀리 있어서 자기만의 움직임이 안 보일 뿐입니다. 뱀주인자리 백색 왜성인 바너드의 별(Barnard's Star)은 그나마 빠르다고 합니다. 1년에 10.3초씩 움직인다고 하더군요. 몇십 년이 지나면 그 차이를 볼 수 있습니다.

바너드의 별이 '움직이는' 모습

  북두칠성도 별들인지라 움직입니다. 일곱 별들은 근처에 있는 것 같지만 사실 제각기 달리 있죠. 북두칠성도 오랜 세월이 지나면 국자 모양이 아닐 겁니다.



3. 사람은 별을 있는 그대로 본다?

"달리는 기차를 타고 있을 때 차창 밖의 산과 나무들을 보고 있으면 자신이 타고 있는 기차는 움직이지 않고, 도리어 정지한 산이나 나무들이 움직이는 것처럼 보이는 경우가 있고, 동시에 지면으로 달리는 자동차의 운동도 보인다. (중략) 이 자동차의 운동은 기자차 정지해 있든 운동을 하든 관계없이 항상 보인다. 이것은 사람의 시력은 자신이 타고 있는 기차의 운동에 어떤 영향을 받지 않는다는 증거이다.(19p)"

  아닙니다. 지구가 움직이는 것에 따라 별은 다르게 보이죠. 옆 선로 기차가 앞으로 가면서 우리 기차가 뒤로 가는 듯한 착각. 많이 경험해 보셨을 겁니다. 하지만 우리 기차가 실제 뒤로 가지는 않죠. 자동차가 기차 옆을 달린다고 합시다. 기차와 자동차의 속도는 같습니다. 그렇다면 기차에서 본 자동차는 가만히 있겠죠. 상대속도가 0입니다. 하지만 상식적으로 자동차가 달린다는 건 압니다. 바퀴가 굴러가고, 운전자가 있고. 무엇보다도 길을 포함한 풍경이 쉭쉭 지나가니까요.

  하지만 별이 움직이는 것은 사정이 다릅니다. 별이 움직이는지 아닌지 바로 알기 힘들죠. 풍경(밤하늘)이 다르게 움직여주는 것도 아니니까요. 천동설도 그 덕분에 천 년 넘게 유행했습니다. 밤하늘이 빙글빙글 돈다면 정말 하늘이 돈다고 믿는 게 자연스럽지 않겠습니까? 하지만 지동설은 증거가 있습니다.

아니 그리고, 왜 사람의 시각은 기차의 영향을 받지 않나요? 당연히 받지요. 기차 속도에 따라 풍경이 지나가는 속도가 다른데 말입니다. 그 논리를 지구로 끌어들일 수는 없습니다. 지구가 움직이는 멈추든, 있는 그대로 볼 수 있다는 말은 억지입니다.



4. 물체는 여러 운동을 할 수 없다?

"이 지동설은 지구는 자전운동, 공전운동, 세차운동, 질량중심운동, 은하계회전운동, 등 동시에 다섯 종류의 운동을 한다고 하였다. (중략) 그러나 하나의 물체는 동시에 속도가 각각 다른 다섯 종류의 운동을 할 수 있는 이치가 없다.(27p)"

  아닙니다. 할 수 있습니다. 왜 이 책이 겉보기와 실재 운동을 구분하려고 애썼는지 알 것 같습니다. 저자는 동시 운동이란 개념을 인정하지 않습니다. 사람은 동시에 두 가지를 못할지도 모릅니다. 하지만 운동은 다릅니다. 한 물체도 여러 운동을 할 수 있습니다. 봄에 여의도동원을 가면 사람들이 연을 날립니다. 연은 중력도 받고 실이 당기는 힘도 받고 바람도 받습니다. 동시에 세 운동을 합니다. 사실 학교 수학에서 벡터를 배우셨다면 제가 무슨 말 하는지 아실 겁니다. 벡터는 나눌 수도 합칠 수도 곱할 수도 뺄 수도 있죠.

벡터. 스칼라의 라이벌(?)

  물체가 한 번에 한 운동만 한다면 세상은 끔찍할 겁니다. 우리는 아침밥을 숟가락으로 뜨지 못하겠죠. 중력이 있는데 어떻게 물건을 들어올리겠습니까. 자동차도 갈 수 없습니다. 마찰력이 바퀴와 땅 사이에 있으니까요.



5. 지동설은 인위적이다?

"오늘날 천문학에서는 천동설을 지구 중심체계라고 하고, 지동설을 태양 중심체계라고 한다. 이것이 바로 잘못된 것이다. 중심과 체계라는 것은 사람의 개념에 있는 것이지 물체에 있는 것이 아니다. 이것은 자연의 현상과 사람의 개념을 구별하지 못한 것으로서 자연의 현상을 자연의 개념으로 설명하지 않고, 인위적이고 주관적인 개념으로 설명하는 것이다.(27,28p)"

  맞다면 맞습니다. 하지만 지동설이 틀렸다는 증거는 못 됩니다. 사실 이 글은 좀 어렵군요. 왠지 철학적입니다. '1+1은 1이다'는 농담을 아십니까. '물 한 컵과 물 한 컵을 합치면 한 덩어리, 그러므로 1+1=1'이라는 궤변이었죠. 이 말은 틀렸습니다. 비록 한 덩어리가 된다 해도 1+1은 2입니다. 상식이 아니라 수학이죠. 자연과학, 특히 물리학이 상식과 동떨어져 보일 때도 있습니다. 하지만 잘 입증된다면 틀린 건 아닙니다. 수학과 과학은 모든 것을 설명할 순 없습니다. 물리학이 왜 세계 제 2차 대전이 발발했는지 알려줄 순 없습니다. 생물학이 비정규직 문제를 설명할 순 없습니다. 하지만 그렇다고 물리학과 생물학이 틀린 건 아닙니다.

  설령 과학이 인위적이고 주관적이라 해도 문제는 없습니다. 그 '인위적이고 주관적인' 과학은 인간을 달로 보내고 인터넷을 발명하고 질병을 정복해 왔습니다. 사실 이 저자 말이 맞을지도 모릅니다. 중심과 체계는 사람이 생각한 것이죠. 하지만 어느날 갑자기 마법처럼 생겨난 건 아닙니다.



6. '설(說)'은 틀렸다?

"천동설, 지동설처럼 설을 붙이는 것은 가상 설명이라는 증거가 되는 것이다.(28p)"

  아닙니다. 이건 말장난입니다. 진화론을 싫어하는 사람도 비슷한 말을 합니다. 진화론은 가설일 뿐이다. 법칙이 아니다 등등. 하지만 진화론과 지동설 모두 근거가 나오면서 입증되었습니다. 마지막 글자가 '설'이라는 이유로 지동설이 공격받을 필요는 없다고 생각합니다. 혹시 모르니 이젠 지동설이 아닌 '지동법칙'이나 '지동정리'로 불러야 할까요.



7. 정지 별이 관측되면 지동설은 틀리다?

"만약 정지해 있는 별이 보이면 지구는 도리어 정지해 있는 물체가 된다.(33p)"

  아닙니다. 정지 별은 지구와 같이 운동하는 별일 겁니다. 시속 100km로 달리는 기차에 탔습니다. 창문 밖에 자동차가 보입니다. 그 자동차는 정지 상태로 보입니다. 그러면 그 자동차는 움직일까요, 안 움직일까요. 정답은 다들 아시리라 믿습니다. 자동차는 기차와 같이 시속 100km로 달리는 겁니다. 만약 정지 상태로 보이는 별이 관측된다면 그 별은 지구와 똑같이 움직이는 별일 겁니다(만약 존재한다면 말이죠). 아마 그 별은 지구의 자전 속도에 맞춰 지구를 공전하지 않을까요. 북극성은 자전축과 가깝습니다. 그래서 늘 북쪽에 있는 것처럼 보입니다. 사실 북극성도 완전 자전축에 있지는 않아서 미세하게 돈다고 합니다. 정지한 듯 보이는 별이 관측된다고 해도 지구가 정지 상태라는 증거는 못 됩니다.





8. 지구가 움직이면 바람이 분다?

"자전으로 보면 지구를 감싸고 있는 대기 전체는 시속 1670Km가 되는 바람의 속도가 있어야 하고, 공전으로 보면 대기 전체는 시속 108000Km가 되는 바람의 속도가 있어야 한다. 그러나 현실적으로 지구를 감싸고 있는 대지 전체에 이와 같은 속도가 있다는 증거는 없고, 속도가 없다는 증거는 있다."

놀랄 처지가 아니었다

  아닙니다. 버스에도 뛰어도 뒤로 날아가지 않습니다. KTX를 타고 가던 도중이었습니다. 화장실에 가서 볼일을 보고 손을 씻었습니다. 그런데 수도꼭지 물줄기들이 시속 300Km로 뒤로 날아가는 것이 아니겠습니까. 저는 깜짝 놀라 뛰었습니다. 그러자 저도 물줄기처럼 시속 300Km로 날아가고 말았습니다.

  ... 설마 이 말을 믿지는 않으시겠죠. 상식적으로도 과학적으로고 말이 안됩니다. 관성의 법칙이 우리를 잡아주기 때문입니다. 사실 잡아준다기보다는 같이 가게 해준다는 게 어울리네요. 이 관성 덕분에 저와 물줄기는 시속 300Km로 날아가지 않습니다.

  저자의 말을 따르면 돌풍보다 큰 문제가 생깁니다. 지구가 안 돈다고 가정합시다. 지구엔 돌풍이 없겠죠. 가만히 있으니까요. 그렇다면 다른 별에는 돌풍이 불어야겠죠? 지구 주위를 그렇게나 빨리 도는데 말입니다. 태양은 지구와 1억 4960만 km 떨어져 있습니다. 태양이 24시간에 지구를 한 바퀴 '돈다'고 가정하면, 태양이 움직이는 속도는 약 시속 3916만 Km가 됩니다. 먼 별일수록 속도는 높을 것이고, 저 멀리엔 광속을 초월하는 별이 있을 겁니다. 이게 지구를 몰아치는 바람보다 더 어불성설이지 않나요?



9. 인공위성은 빨리 돌 수 없다?

"지구가 정지해 있을 때 지구의 어느 기점에 대해서 2시간에 한번씩 돌 수 있는 속도의 인공위성은 지구가 하루에 한 번씩 자전하면 기점이 속도가 있기 때문에 이 인공위성은 그 속도로 그 기점에 대해서 2시간에 한 번씩 고정적으로 돌수 없는 것이다. 이렇게 볼 때 인공위성이 2시간에 한번씩 고정적으로 지구의 둘레를 돌다는 것은 지구가 자전하지 않는 증거이다.(40p)"

  아닙니다. 인공위성이 자전보다 빨리 돌면 됩니다. 잠깐 상식. 인공위성이 나오는 영화에서 관계자들이 보는 스크린에 물결무늬 궤도가 나옵니다. 왜 그런 지렁이같은 무늬일까요. 위성이 적도 주위를 돌지 않기 때문입니다. 물론 적도 상공을 도는 고정 위성도 있습니다. 하지만 살짝 비뚤어져 나는 위성도 있죠. 그 궤도를 지표에 투영하면 구불구불해지는 겁니다. 안 그래도 구불구불한데 지구가 자전까지 하니 그 궤도가 조금씩 밀립니다.

  아까 고정 위성이 있다고 말씀드렸죠? 사실 그 위성은 움직입니다. 위성이 떨어지지 않는 건 움직이기 때문입니다. 사람들은 위성이 있는 곳이 무중력 공간이라고 생각하죠. 하지만 중력은 약하지만 존재합니다. 인공위성들은 사실 뜬 게 아니라 영원히 낙하하는 중입니다. 그 속도가 자전 속도와 같다면 위성은 겉으로 보기에 가만히 있을 겁니다. 통신 위성들이 그런 정지 위성이죠. 그 위성이 지구 자전속도보가 빠르거나 느리다면 그 위성은 겉보기에 움직일 겁니다. 위성방송을 보는 사람들은 창문에 달린 수신접시를 끊임없이 돌려야 하겠죠.

고생이 많다

  본론으로 돌아가 봅시다. 책에서는 하루에 16번 지구를 도는 위성이 불가능하다고 했습니다. 일정 속도로는 그렇게 돌 수 없다면서 말이죠. 계산해 봅시다. 하루에 16번 지구를 돌려면 한 시간에 16/24=2/3, 약 0.67바퀴 지구를 돌아야 합니다. 그런데 지구는 자전합니다. 위성은 정지 상태로 보이려 해도 지구 자전 속도로 날아야 합니다. 그러니까 지구 자전을 앞질러서, 우리가 보기에 하루에 지구를 16번 돌려면, 속도는 (지구 자전 속도) + (한 시간에 지구를 약 0.67바퀴 도는 속도)면 됩니다.



10. 지표면에서는 지구 움직임을 안다?

"지구의 운동에 대해서 뉴턴은 이렇게 말했다. 즉 "배의 안에서는 어떠한 실험을 하더라도 배가 물위를 달리고 있는지 아닌지 판정할 수 없다. 이와 같이 지구상에 있는 우리는 지구상에서 어떠한 실험을 하더라도 지구의 운동을 발견 할 수 없다."라고 하였다. 그러나 뉴턴의 이 논리는 합리적인 설명이라고할 수 없을 것 같다. 왜냐하면 지구의 안과 밖에 기준은 지구의 표면이므로 사람은 지구의 안에 있는 것이 아니라 지구 밖에 있고, 또한 지구와 사람은 운동체가 다르기 때문에 지구가 운동을 하면 바로 알수 있는 것이다.(42p)"

  아닙니다. 상대성을 잘못 이해한 겁니다. 상대성 이론에 따르면 등속으로 움직이는 공간 내부에서 공간의 움직임을 알 수 없습니다. 자동차 서스펜션이 극도로 부드럽고 도로도 극도로 매끈하다면 자동차가 등속으로 달려도 그걸 모를 겁니다. 이 책은 지구 '위'가 지구 '안'이 아니라고 합니다. 이건 말장난입니다. 내부라는 건, 밖을 볼 수 없으니까 내부인 겁니다. 밖을 보면 움직임을 알 수 있겠죠. 하지만 밖을 볼 수도 없고, 아무 정보도 없다면 움직임을 알 수 없습니다. 내부라는 말은 그래서 있는 겁니다. 내부에 있든, 지표면에 있든 등속 운동 중이라면 (볼 수는 있을지 몰라도) 움직임을 느낄 수 없습니다.

 
'밖'이라는 말을 오해하지 마시길



  아직 반박할 부분이 많습니다. 세어 보니 한 30~40가지는 되는 것 같군요. 지동설만 해도 이 정도인데, 중력과 상대성 이론까지 할 엄두는 안 납니다. 일단 오늘은 10가지만 해 봤습니다. 아까도 말씀드렸지만, 과학을 잘 아는 분이 계시다면 그리고 지적할 부분이 있다면 언제든 지적해 주세요. 퍼나르신다면 더욱 환영입니다.

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덧글

  • ㅇㅇ 2015/04/28 09:02 # 삭제 답글

    돈과 시간을 왜 낭비하세요...ㅠㅠ
  • Apraxia 2015/05/06 17:55 # 답글

    수고 많으십니다
  • ㅋㅋㅋ 2015/05/06 22:21 # 삭제 답글

    백산자료원 책들을 찾아보니, 무슨 사이코들 전문 출판사처럼 보입니다. 환빠 책도 엄청 많고, 유명했던 최갑우 책도 있고.
    그런데 저 출판사 책들은 하나 같이 표지가 싸구려네요.
  • 동굴아저씨 2015/05/07 14:44 # 답글

    저런 책도 수요가 있으니 나오는 거겠죠(...)
    그 왜 666칩 같은 개뼉다구 같은 피켓들고 다니는 치들이라던지..
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