행성이 자전하는 이유, 우주에서 스스로 도는 힘의 비밀

태양계 이미지

 

우주 속 모든 행성은 멈추지 않고 스스로 회전합니다. 지구도 하루에 한 번 자전하며 낮과 밤을 만듭니다. 그렇다면 왜 행성들은 자전할까요? 단순한 질문 같지만, 그 안에는 우주의 형성과 물리 법칙이 담겨 있습니다.

 

행성이 자전하는 이유에 대한 과학적 원리를 자세히 살펴보겠습니다.

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자전이란 무엇인가?

자전은 행성이 자기 축을 중심으로 회전하는 운동을 뜻합니다. 지구는 약 24시간에 한 바퀴를 돌며 자전하고, 목성은 약 10시간, 금성은 243일에 걸쳐 자전합니다. 각 행성마다 자전 속도와 방향은 다르지만, 거의 모든 행성은 자전 운동을 하고 있습니다.

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자전의 시작: 우주 탄생에서 답을 찾다

행성의 자전은 우주 초기의 성운(nebula) 이론과 깊이 관련이 있습니다. 약 46억 년 전, 태양계는 거대한 가스와 먼지 구름에서 시작됐습니다. 이 구름은 중력 수축을 겪으며 중심부에는 태양이, 주변에는 행성들이 형성됐습니다.

이때 구름 전체가 미세하게 회전하고 있었고, 중력으로 모일수록 회전 속도는 빨라졌습니다. 이를 각운동량 보존 법칙으로 설명할 수 있습니다. 스케이트 선수가 팔을 모을 때 더 빠르게 도는 것처럼, 수축하며 회전은 가속됐고, 이 회전 에너지가 그대로 남아 행성의 자전으로 이어진 것입니다.

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자전이 멈추지 않는 이유

많은 사람이 질문합니다. "그렇다면 왜 자전이 멈추지 않을까?"

그 이유는 우주에는 마찰력이 거의 없기 때문입니다. 지구 위에서는 회전하는 물체가 곧 멈추지만, 진공 상태인 우주에서는 외부에서 힘이 가해지지 않으면 운동은 계속 유지됩니다. 이를 관성의 법칙이라고 합니다.

즉, 한 번 시작된 회전은 방해받지 않는 한 계속된다는 의미입니다.

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자전에 영향을 주는 힘들

물론 자전은 완전히 일정하진 않습니다. 수억 년에 걸쳐 다음과 같은 요인들이 영향을 줍니다:

요인	설명
조석 마찰	달과의 중력 상호작용으로 지구 자전 속도 감소
대기·내부 마찰	내부 마그마 운동, 대기 마찰 등
충돌	소행성 충돌로 자전 속도·축 방향 변화

 

가장 대표적인 예는 금성입니다. 금성은 다른 행성과는 반대로 매우 느리게 자전하는데, 과거 큰 충돌로 자전 방향과 속도가 바뀐 것으로 추정됩니다.

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우리가 자전에 주목해야 하는 이유

행성의 자전은 단순한 회전을 넘어 기후, 시간, 생명 존재 가능성에까지 영향을 미칩니다. 지구의 자전 덕분에 우리는 주야를 경험하고, 적절한 온도 분포 속에서 살아갑니다.

또한 자전 속도는 위성 발사나 인공위성의 궤도 계산에도 중요한 변수로 작용합니다. 자연현상을 이해하고 미래 우주 개발에 대비하기 위해서라도, 자전은 꼭 이해해야 할 개념입니다.

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우주의 회전은 멈추지 않는다

행성이 자전하는 이유는 단순한 물리 현상 같지만, 그 기원은 우주의 생성과 깊이 연결되어 있습니다. 각운동량 보존, 관성의 법칙, 우주 환경이라는 키워드는 지금도 우리 주변에서 자전이 멈추지 않는 이유를 설명해 줍니다.

우리가 매일 맞이하는 해돋이와 해넘이 역시, 이 우주의 회전이 가져다준 선물인 셈입니다.