"아빠, 달이 왜 낮에 보여요?" 자녀의 과학 질문에 대한 명쾌한 해답  - 이영완 기자  -조선닷컴(2012.01.21.)

영국 맨체스터大 조사

① 달이 왜 낮에 보여요? ② 왜 하늘은 파랗죠? ③ 외계인 볼 수 있나요? ④ 지구의 무게는 얼마죠? ⑤ 비행기가 뜨는 원리는?

부모는 늘 아이의 질문 공세에 시달린다. 흔히 보는 나무나 새의 이름을 묻는 것이라면 다행이다. 하지만 "왜 가끔 낮에도 달이 보이느냐"와 같이 과학적인 설명이 필요한 질문을 해 난처하게 만들 때도 있다.

영국 맨체스터대 물리학과의 브라이언 콕스(Cox) 교수는 최근 열린 영국 빅뱅 청소년 과학축전에서 5~16세 자녀를 둔 학부모 2000명을 대상으로 설문조사를 했다. 19일(현지시각) 발표된 조사 결과에 따르면 부모의 3분의 2는 과학과 관련된 아이의 질문이 가장 곤혹스럽다고 답했다. 3분의 1은 그런 질문을 매일 받는다고 말했다.

부모들이 꼽은 아이들이 묻는 5대 과학 난제(難題)는 "낮에 왜 달이 나오는가"와 함께 "왜 하늘은 푸른가" "외계인을 발견할 수 있을까" "지구의 무게는 얼마인가" "비행기는 어떻게 하늘에 뜰 수 있나" 등이었다.

부모의 31%는 이런 질문에 답하기 위해 "직접 답을 찾아본다"고 했지만, 나머지는 "아무도 모르는 일"이라고 얼버무리거나, 아내나 남편에게 답을 미루는 것으로 나타났다.

이렇게 대답해주세요

5대 난제에 대한 답은 이렇다.

① 달은 스스로 빛을 내지 않고 햇빛을 반사시켜 우리 눈에 보인다. 보통 달은 해가 진 뒤 뜨고 해가 뜨기 전 진다고 생각하는데 이는 지구에서 볼 때 태양의 정반대 위치에 있는 보름달에만 해당한다. 다른 위치에 있을 때는 낮에도 떠 있다. 다만 햇빛이 강하고 보름달보다 크기가 작아 눈에 잘 띄지 않을 뿐이다. 하지만 낮에 뜬 달도 하늘에서 태양과 멀리 떨어져 있거나 햇빛이 약할 때는 흐릿하게나마 모양을 알아볼 수 있다.

② 햇빛은 지구에 와서 대기에 있는 아주 작은 입자들에 반사돼 우리 눈에 들어온다. 그 중 파장이 짧은 파란색 빛이 작은 입자와 잘 부딪혀 가장 많이 반사되므로 하늘이 파랗게 보인다.

③ 현재 과학기술로는 아직 알 수 없다. 과학자들은 최근 지구와 비슷한 크기와 환경을 가진 행성이 우리 은하에도 많다는 사실은 확인했다.

④ 무게는 물체에 작용하는 중력의 크기다. 중력이 달라지면 무게도 달라진다. 지구보다 중력이 약한 달에서는 몸무게가 지구의 6분의 1로 줄어든다. 따라서 지구의 무게를 무중력인 우주에서 재면 당연히 ‘0’이 된다. 이에 비해 질량은 물체들이 서로 끌어당기는 만유인력의 원인이 되는 절대적인 값으로 중력에 상관없이 일정하다. 두 물체 사이에 작용하는 인력은 물체 질량의 곱에 비례하고, 물체 사이 거리의 제곱에 반비례한다. 지구에 있는 물체와 지구 사이의 인력인 중력가속도, 지구와 물체 간 거리인 지구 반지름, 물체의 질량을 알고 있다. 이를 이용해 지구 질량을 구하면 5.9722×10²⁴㎏, 즉 약 59해7000경t이다.

⑤ 비행기 날개의 단면을 보면 위는 불룩 솟아 있고 아래는 평평하다. 이 상태에서 빠른 속도로 달리면 위쪽이 아래쪽보다 공기가 빨리 흐른다. 이렇게 되면 날개 위쪽이 아래쪽보다 공기압력이 낮아져 비행기를 뜨게 하는 양력(揚力)이 발생한다. 양력이 비행기를 아래로 끌어당기는 중력보다 크면 비행기는 공중에 뜰 수 있다.