LIBRARY

KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

천문학

조수 : 밀물과 썰물을 일으키는 달

미디어위원회
2022-06-01

조수 : 밀물과 썰물을 일으키는 달  

(Tides)

by Robert Carter


    성경은 창조주간 넷째 날에(창세기 1:14~19) 하나님이 달을 창조하셨음을 알려준다. 달의 기능들 중 일부를 간략하게 말하면, 그것은 밤에 빛을 제공하고, 날짜를 셀 수 있도록(calendars) 하는 것을 돕는다. 하지만 달은 또 다른 중요한 기능을 갖고 있는데, 그것은 조수(tides, 조석)를 일으켜, 해안선을 따라 매일 물이 오르락내리락하는 것을 돕는다. 하지만 조수는 어떻게 작용하는 것일까? 이것은 고대 사람들을 그랬던 것처럼, 오늘날의 사람들도 당황시키고 있는 미스터리이다. 하지만 생각해보면, 그것을 이해하는 것이 그렇게 어렵지 않다.


왜 조수는 있는 것일까?

달은 또 다른 중요한 기능을 갖고 있는데, 그것은 조수(tides)를 일으켜, 해안선을 따라 매일 물이 오르락내리락하는 것을 돕는다.

우리는 대양의 조수를 일으키는 힘을 일상적으로 경험할 수 없고, 그래서 사람들은 때때로 그것을 설명하는데 어려움을 겪는다. 갈릴레오(AD 1564~1642)는 지구의 자전과 궤도가 조수를 일으킨다고 주장함으로써 유명한 오류를 범했다. 그러나 그의 시대 사람들이 지적했듯이, 이것은 하루에 단지 한 번의 만조를 일으킬 것이다. 대신 세계 대부분의 해안선에서는 두 번의 만조가 일어난다. 그러나 갈릴레오 훨씬 이전에, 중세 앵글로색슨의 수도사이자 역사가인 베다(Venerable Bede, AD 673~735)는 달 때문이라는 것을 정확하게 알아냈다. 그러나 갈릴레오는 달의 인력은 너무 신비롭다며 거부했다. 이것을 이해하는 것은 쉽지 않았는데, 왜냐하면 보름달이 뜨면 조수가 높아지더라도, 초승달에서도 조수가 높아지며, 또한 최대 높이는 대게 달이 머리 위로 똑바로 있을 때가 아니었기 때문이었다.


달이 조수를 일으키는 방법

조수는 중력(gravity)에 의해서 발생한다. 두 물체가 가까울수록, 두 물체 사이의 중력은 더 강해지고, 서로를 향해 더 빨리 가속된다.(아래의 보충 글 참조). 우리는 이것이 어떻게 조수를 발생시키는지 한 단계씩 설명할 것이다.

첫째, 지구가 우주에서 가만히 정지해있다고 상상해보자. 무슨 일이 일어날까? 중력 때문에 지구는 즉시 태양을 향해 떨어지기(당겨지기) 시작할 것이다. 그러나 중력은 거리에 따라 다르다. 그러므로 지구에서 태양에 가까운 쪽이 먼 쪽보다 태양에 더 강하게 끌릴 것이다. 하지만 지구는 고체이다. 한쪽이 다른 쪽보다 더 빨리 태양을 향해 가속되고 싶어도, 전체 질량은 하나처럼 움직이며, 지구는 달걀 모양으로 늘어나지 않는다.[1]

그러나 바다는 고체가 아니다. 바다는 태양의 중력에 반응하는 것이 자유롭다. 가까운 쪽의 바다는 실제로 지구보다 태양을 향해 더 빨리 떨어지고, 먼 쪽의 바다는 지구보다 더 천천히 떨어질 것이다.

그림 1. (태양이나 달에서 오는) 중력의 차이는 지구의 먼 쪽과 가까운 쪽의 조석 팽대부를 동일하게 일으킨다. 고체 지구는 오른쪽으로 가속(이동)되지만, 태양이나 달에 가까운 물은 더 빠르게 가속되고, 반대쪽 물은 더 느리게 가속된다. 이것이 왜 두 개의 조석 팽대부가 형성되고, 그것들이 같은 크기인지에 대한 이유이다. 화살표들은 지구상의 누군가에게 사물이 어떻게 보이는지 나타내는 것으로, 크기는 크게 과장되어 있다. 별표는 순 힘이 지면과 평행한 지점을 나타낸다. 이 지점에서, 물은 '옆으로' 미끄러지며 높은 조수의 팽창에 기여할 수 있다. 곡선 화살표는 북극에서 본 지구의 자전 방향을 나타낸다.


물론 물은 늘어나지 않고, 바다 밑바닥을 들어올릴 수 없는데, 왜 물이 불룩해지는 것일까? 팽대부에 물을 더하는 것은 지구 표면과 거의 평행한 순 중력이 있는 곳에서 일어난다(그림 1). 여기서 물은 가까운 쪽의 태양을 향해 '빠르게' 떨어지거나, 먼 쪽의 지구의 나머지 부분보다 '빠르게' 떨어지면서, 약간씩 '옆으로' 미끄러진다.

하지만 지구가 태양으로 떨어지는 것은 아니다. 그렇지 않은가? 사실 그렇다. 지구는 거의 원형의 공전궤도를 형성하면서 동시에 옆으로 움직이고 있다. 하지만, 우리의 전방 궤도 운동은 태양으로부터의 중력을 부인할 수 없다. 지구 표면의 지점들은 우리가 태양을 향해 똑바로 떨어지는 것과 같은 방식으로 태양의 중력에 반응한다. 그래서 지구에는 태양의 중력에 의해서 야기된 두 개의 조석 팽대부가 있어야 한다.

정확히 같은 방법으로 달의 조수를 설명할 수 있다. 달과 지구는 또한 끊임없이 서로를 끌어당기고 있다. 다시 말하지만, 지구의 가까운 쪽의 물은 먼 쪽의 물보다 더 빨리 달을 향해 떨어진다. 흥미롭게도 달의 조수는 태양보다 두 배 이상 높다. 왜냐하면 태양이 훨씬 더 무겁지만, 달이 훨씬 더 가깝기 때문이다. (아래 보충 글을 보라)

이것이 1687년 아이작 뉴턴(Isaac Newton) 경이 처음으로 설명한 대양 조수의 원인이다. 그러나, 조수는 이 간단한 그림보다 더 복잡하다. 왜냐하면 물의 팽대부가 바다를 가로질러 이동하면서 얕은 물(속도를 증가시키고 종종 다른 방향으로 빗나가게 한다)과 불규칙한 해안선(복잡한 물 흐름의 패턴을 만들어냄)으로 흐르기 때문이다. 최종 결과는 바다의 어떤 곳은 하루에 두 번 정기적으로 만조를 경험하고, 어떤 곳은 하루에 한 번 만조를 경험하며, 어떤 곳은 극심한 조수를 경험하고, 어떤 곳은 전혀 조수가 없다는 것이다.

조수는 중력에 의해 발생한다.

또한, 태양과 달은 상(phase)이 맞지 않는다. 태양조석(solar tides)은 지구가 자전하면서 매일 두 번 12시간 간격으로 발생한다. 하지만 달도 지구 궤도를 돌고 있기 때문에, 달이 하늘에서 전날과 같은 장소에 도달하는 데는 24시간 50분이 걸린다. 따라서, 태양조석과 태음조석(lunar tides)은 다른 주기로 발생한다. 태양조석과 태음조석이 보름달이나 초승달에서 정렬될 때, 우리는 평균 이상의 대조(spring tides, 춘조)를 경험한다. 그것은 봄에만 일어나는 것이 아니라, 2주마다 한 번씩 일어난다. 달의 만조가 태양 간조와 동시에 일어날 때(또는 그 반대일 때), 두 조수는 서로 상쇄된다. 태양에 의한 작은 조석 효과는 달에 의한 큰 조석 효과에서 차감된다. 이때 우리는 평균보다 낮은 소조(neap tides)를 경험하게 된다.

이 시스템에는 놀라운 설계적 측면이 있다. 달은 우리의 해안지대를 부드럽게 씻어내주는 조수를 만들기에 적당한 크기와 적당한 거리에 있다. 만약 조수가 훨씬 더 강하다면, 지구는 매일 두 번의 쓰나미를 경험하게 될 것이고, 해안가에서 먼 내륙에서도 바위들이 깨지고 생물들은 살아갈 수 없게 될 것이다. 만약 조수가 훨씬 작다면, 만과 하구의 물은 정체될 것이고, 생물들에게 부적절한 환경을 제공할 것이다. 지구-달 시스템은 우리 태양계에서 독특하다. 그것이 우연히 생겨났을 가능성은 없다. 그러므로 조수의 존재는 우리에게 멋진 삶의 터전을 주신 사랑이 많으신 하나님의 지적 설계를 가리킨다.


-------------------------------------------------------

두 물체 사이의 중력은 F = Gm₁m₂/R² 로 주어지는데, 여기서 G는 중력상수, m1과 m2는 물체의 질량, R은 질량 중심 사이의 거리이다.[2] 공식을 보면 왜 그것이 역제곱 법칙이라고 불리는지 알 수 있다. 예를 들어, 두 물체 사이의 거리가 두 배로 증가하면 힘은 4배로 감소한다.

이것은 중력이 장소마다 다르다는 것을 의미한다. 어떤 물체의 반대편에 있는 곳에서의 중력 사이의 차이를 '조석력(tidal force, 기조력)'이라고 한다.(이 힘은 물체의 양쪽을 잡아당겨 찌그러트리기도 하며, 심한 경우 부서트리기도 한다). 조석력은 R³ 에 따라 감소하므로(inverse cube law, 역세제곱의 법칙), 조석력은 거리가 두 배가 되면 (2R)³ = 8R³ 이므로, 조석력은 8배로 감소한다.[3]

생각해 볼 사항 : 평균 지구-태양 거리는 1억4960만 km이다. 지구의 적도 직경은 12,756 km 이다. 따라서 지구의 반대편에서 태양에 의한 중력의 차이(0.0017%)인 조석력은 전체 중력의 극히 일부에 불과하다. 하지만 달은 384,500 km 떨어져 있다. 지구 직경에 걸쳐 달의 중력은 6.7%가 차이가 난다. 그래서 비록 태양이 달보다 2700만 배 더 무겁고, 태양으로부터의 중력이 달의 약 175배이지만, 달로부터의 조석력이 더 크다. 역세제곱의 법칙은 태양의 질량이 달의 근접과 비교할 수 없다는 것을 의미하며, 따라서 달은 태양의 2.2배의 조수를 만들어낸다.

또한 중력과 조수를 이해하는 것은 우리가 비이성적인 두려움을 갖지 않도록 하는 것을 돕는다. 예를 들어, 사람들은 때때로 주요 행성 정렬(planetary alignments)을 두려워한다. 하지만 조수에 대한 역세제곱 법칙은 행성들이 줄지어 정렬될 경우, 거대한 재앙이 일어날 수 있다는 선정적인 주장을 완전히 무시할 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 지구에서 가장 큰 행성인 목성의 조석 효과는 태양의 0.008%에 불과하며, 가장 가까운 행성인 금성의 조석 효과는 0.003%에 불과하다. 그래서 모든 행성들이 태양과 달과 함께 줄지어 정렬되어 있다고 해도, 눈에 띄는 효과는 없을 것이다.

------------------------------------------------------


References and notes

1. Actually, the earth does stretch a little (about 10cm). We can measure this with sensitive instruments. 

2. DeYoung, D., Gravity: the mystery force, Creation 22(3):40–44, 2000. 

3. This can be determined using either algebra or calculus, by the way. We’ll leave it up to you to figure it out. Hint, what is Gm₁m₂/R² – Gm₁m₂/(R+r)²? But don’t forget that the radius of the earth (r) is negligible compared to the distance (R) from the earth to the sun (13,750r) or moon (60r). 


Related Articles

The moon: the light that rules the night

Gravity

Will comet Elenin destroy us?

The moon’s recession and age

Is the earth a flat disc or globe?


Further Reading

Solar System and Extra-solar Planets Questions and Answers

Galileo, Geocentrism, and Joshua’s Long Day Questions and Answers


*참조 : 우리의 극히 드문 달에 대해 감사하라. 

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294216&bmode=view

달 : 밤을 지배하는 빛 

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294152&bmode=view

달과 다른 위성들의 각지름: 설계에 대한 논증

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294151&bmode=view

달에 관한 새로운 사실들은 기존 패러다임을 거부한다. 

https://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294272&bmode=view

달의 형성 이론들 : 루니 툰? 

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294198&bmode=view

달의 기원

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294131&bmode=view

달의 기원에 대한 ‘거대 충돌’ 가설의 문제점들 

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294185&bmode=view

달의 기원에 관한 충돌 이론의 실패

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294284&bmode=view

달의 기원에 관한 진화 이야기들이 부정되고 있다. : '거대 충돌' 및 ‘후기 대폭격기’ 이야기의 몰락

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294321&bmode=view

달에 물이 있다니! : 세속 과학은 전혀 예상하지 못했다. 

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294310&bmode=view

달에서 물의 발견과 달의 기원에 관한 충돌가설의 익사.

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294334&bmode=view

달에서 얼음 형태의 물이 발견되었다! 

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294249&bmode=view

월석에서 발견된 물과 달의 성경적 기원.

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294282&bmode=view

달의 가장 큰 바다는 충돌 크레이터가 아니었다

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294300&bmode=view

달에 관한 새로운 사실들은 기존 패러다임을 거부한다.

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294272&bmode=view

아폴로 우주선의 달 착륙 음모론과 ‘화성의 얼굴 형상’

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294317&bmode=view

달은 아직도 냉각과 수축 과정을 진행하고 있다.

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=2487659&bmode=view

달의 중심부는 아직도 뜨거웠다.

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294296&bmode=view

달의 가스 분출은 최근의 지질활동을 가리킨다. : 젊은 달의 또 다른 증거 

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294192&bmode=view

수성과 달은 아직도 화산 분출 중일 수 있다 : 증가하고 있는 젊은 태양계의 증거들!

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294302&bmode=view

100 배나 더 젊어진 달 : 달 표면에는 훨씬 많은 운석들이 떨어지고 있었다. 

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294324&bmode=view

새로운 달의 뒷면 사진들은 젊은 달을 가리키고 있다. 

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294254&bmode=view

개기월식 동안 달 표면에서 운석 충돌이 관측되었다.

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1757534&bmode=view

화성과 달에 신선한 충돌 크레이터들

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294276&bmode=view

달에 있는 유령 크레이터들 : 달 토끼가 우리에게 말하고 있는 것은? 

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294162&bmode=view

달은 정말로 오래 되었는가? : 달의 후퇴율로 추정해 본 달의 나이

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294186&bmode=view

달의 후퇴율 : 그것은 젊은 우주를 지지하는가?

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294187&bmode=view

달의 후퇴율에 관한 뉴스

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=4207485&bmode=view

달의 먼지 문제가 다시 부각되고 있다. 

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294285&bmode=view

달의 먼지는 치명적일 수 있다.

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294217&bmode=view

달 표토의 헬륨-3 함유량과 달의 나이 : 젊은 달의 반대 증거라는 주장에 대한 반론. 

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294298&bmode=view

젊은 달

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294135&bmode=view

달에 최근까지 존재했던 자기장 미스터리

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294278&bmode=view

달의 이전 자기장에 대한 세속적 혼란 

http://creation.kr/YoungEarth/?idx=1289511&bmode=view

무엇이 달에 자기장을 갖게 했는가? 

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294266&bmode=view

개기일식 : 설계인가, 우연의 일치인가?

http://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294332&bmode=view


출처 : CMI, Creation 43(2):36–38, April 2021

주소 : https://creation.com/tides

번역 : 미디어위원회



서울특별시 종로구 창경궁로26길 28-3

대표전화 02-419-6465  /  팩스 02-451-0130  /  desk@creation.kr

고유번호 : 219-82-00916             Copyright ⓒ 한국창조과학회

상호명 : (주)창조과학미디어  /  대표자 : 박영민

사업자번호 : 120-87-70892

통신판매업신고 : 제 2021-서울종로-1605 호

주소 : 서울특별시 종로구 창경궁로26길 28-5

대표전화 : 02-419-6484

개인정보책임자 : 김광