안녕하세요. A.K.A JUN 티스토리입니다.
전세계 60억 인구가 모여 살고 있는 지구,
45억 년을 살아온 지구는
우리가 땅을 밝고 있는 살아가고 있는
삶의 터전이지만 잘 알려져 있지 않은
신비로운 부분들이 아직 많이 남아있는
신비로운 행성이기도 합니다.
오랜 세월동안 인류는
우리가 함께 살아가고 있는 지구에 대해
많은 관심을 가지고 탄생부터 형성되는 과정,
구조 등에 대해 끝없는 연구를 이어왔습니다.
지구는 태양계의 3번째 행성 지구로
거대한 크기의 행성이라고 볼 수 있습니다.
많은 수의 인구가 살고 있는 지구는
빅뱅이후 다양한 형태의 은하가 형성되던 중
성운의 회전으로 인해 생겨난 태양계에서
운석의 파편과 우주의 물질들이 충돌하고 합쳐지며
원형의 형태를 만들게 된 것입니다.
다양한 운석, 행성들 과의 충돌로 인해
표면이 형성된 지구는
높았던 표면온도가 서서히 내려가면서
지표면에 수분이 생겨 물이 고이게 됩니다.
다양한 매체에서 여러 형태의
컨텐츠들을 통해 접해 왔던 지구의 탄생 과정은
영상으로 보고 배운 만큼
우리의 뇌리가 선명하게 남아있습니다.
지구의 형성 과정을 지켜보며
지구의 무게, 질량에 대한 궁금증이나
지구를 구성하는 여러 요소들에 대한
의문점을 가지는 경우가 많습니다.
지구 질량을 궁금하게 여기기 전에
질량과 무게는 차이점이 있다는 걸
먼저 확인해야 합니다.
질량을 정확하게 파악한다는 것은
물체에 존재하는 물질의 양을 뜻하는 것이며
무게의 경우 중력에 영향을 받는 정도라고
이해하는 것이 적절합니다.
질량은 중력의 영향을 받지 않는
물체 본연을 이루는 구성 물질의 양을 의미하며
무게의 경우 중력이 있기에
존재하고 중력이 강하고 약함에 따라
달라질 수 있는 수치를 의미합니다.
질량이 물체의 무게로 여겨지는 경우가
종종 있지만 질량은 물체의 위치나
물체가 존재하고 있는 공간에
영향을 받지 않기 때문에
본연 그대로의 구성 성분 양으로 생각해야 합니다.
중력가속도
무게는 중력가속도의 영향을 직접적으로 받기에
지구에서 재는 무게와 지구의 중력과 다른
수치가 존재하는 다른 행성의 무게는
달라질 수밖에 없습니다.
지구 질량을 측정하기 전
무게와 질량의 차이를 정확하게 알고
표기하는 단위 또한 정확하게
사용하는 것이 중요합니다.
질량 보존의 법칙
지구의 중력이 균일하게
작용하지 않고 있기 때문에 무게의 경우
나라, 지형 별 영향을 받는 중력의 양에 따라
다른 무게를 보이기도 합니다.
무게의 경우 중력의 영향으로
숫자가 달라질 수 있지만 질량의 경우
잘 알려져 있는 질량 보존의 법칙에 의해
물체의 형태가 달라지더라도
고유의 질량은 동일합니다.
지구 질량 또한 많은 세월을 거쳐
여러 행성들과 충돌을 거듭하고
소행성이 떨어지거나 운석이 지구 표면에 닿아
해당 지역에 구성 요소가 되어 섞이게 되어도
전체 질량은 변하지 않는 다는 의견이 우세하고 있습니다.
하지만 화학 반응에 의해 또는
강력한 충돌에 의해 극히 미미하게
질량의 변화가 발생할 수 있다는
아인슈타인의 반박에 의해 지구 질량 또한
세월에 따라 질량의 차이를
보일 수 있다는 의견도 존재합니다.
운석, 소행성 충돌로 인한 질량의 미미한 변화와
함께 전 세계의 인구가 급속하게 늘어난다면
지구의 질량이 달라질지
궁금점을 가지는 사람도 많습니다.
이것 또한 질량 보존의 법칙을
따른다는 의견이 다수입니다.
인구 수가 급격하게 늘어나
다수의 인원이 더해진다고 하더라도
늘어난 인구 수 만큼
지구의 자원을 사용하게 되므로
전체 수치로 보면 더해지고
빠지는 양이 유사하여
전체 질량에는 큰 영향을 미치지 않습니다.
우주라는 넓은 공간에서 존재하는 지구는
우주의 변화에 따라 태양계에서 일어나는
많은 일들에 의해 수소, 헬륨 등의
구성 성분이 우주로 소실되기도 하고
다른 물질들이 지구로 들어오기도 하는 등
끊임없는 변화를 거치고 있습니다.
연간 5만톤의 질량이 줄어들고 있다는
보고가 있는 등 사람들이 살아가고 있는
지구가 점차 소실되어 가는 것은 아닌지
걱정이 될 수 있지만 이러한 수치는
지구의 현재 질량에 비해
아주 작은 양의 수치가 변화하는 것으로
지구의 생존과 유지에 큰 영향을 끼치지 않아
장기간 문제가 크게 악화되지 않을 것입니다.
18세기부터 거듭되어온
지구질량을 구하기 위한 노력은
뉴턴의 중력 상수를 통해 질량을 계산해 낸 시점부터
뉴턴의 제2법칙, 만유인력의 법칙을 이용한
캐번디시의 실험을 거쳐 현재 가지고 있는
중력 상수를 기반으로 한 정확도를 높인
질량 측정을 위한 노력이 이어지고 있습니다.
지구는 핵분열과 자연적인 방사선 붕괴로 인해
연당 16톤이 줄어들고 있지만
전체 질량은 변하지 않습니다.