지구는 둥글다
지구가 둥글다는 말을 들은 아이들은 지구 반대편, 즉 발아래에 사람이 산다는 사실을 안 순간 당황할 것이다.
지구 반대편 사람들은 거꾸로 매달려 살고 있는 것이 되기 때문이다.
천장에서 거꾸로 매달려 걸어가려고 하면 아래로 떨어지는 건 당연하기 때문이다.
만약 지구가 둥글기만 한다면 실제로는 그보다도 더 나쁜 상황에 마주할 것이다.
당신이 둥근 지구의 꼭대기에 있다고 가정해 보자. (사실 당신이 서 있는 곳에서 어느 방향으로 보더라도 지구 표면은 완만한 곡선을 그리며 아래로 내려가는 것이 당연하기 때문에 가정할 필요도 없다.)
이 경우 당신은 서 있는 그 자리에 가만히 있어야만 안전할 것이다.
조금이라도 움직이면 아래로 미끄러지기 시작할 것이고, 점차 경사도가 심해져 미끄러지는 속도는 빨라질 것이며, 마침내 지구에서 떨어져 버리고 말 것이다.
또 그것이 만일 사실이라면 바닷물은 이미 오래전에 아래로 쏟아졌을 것이고 대기 중 공기 역시 마찬가지였을 것이다.
다르게 말하면, 우리가 지구 위에서 산다는 것 자체가 불가능하고, 따라서 지구는 둥글 리가 없다는 그럴듯한 결론에 도달할 것이다.
그러나 지구는 틀림없이 구형이므로 그런 생각에는 어떤 착오가 있는 것이 분명하다.
그 착오는 바로 "아래"라는 말에 있다.
우리가 똑바로 서서 "아래"라고 하면 발 쪽을 가리킨다.
그러나 그건 달리 생각하면 우리의 발아래 6,400 km 쯤에 있는 지구의 중심을 가리키는 것이기도 하다.
만일 "아래"가 지구 중심을 의미한다면 우리는 지구의 지표면 위 어느 곳에 있건 우리의 발은 항상 지구 중심을 향하게 된다.
또한 우리의 지구 반대편에 사는 사람들 역시 발아래는 지구의 중심을 향하고 있으며 그들 역시 "아래" 란 발 쪽을 가리키게 된다.
지구상의 모든 물체와 마찬가지로 우리의 몸도 아래쪽으로 끌어당기는 힘을 받고 있다.
즉, 지구 중심 쪽으로 끌어당겨지고 있다.
지표면이 곡면을 그리고 있다는 느낌이 들지 않기 때문에, 우리가 똑바로 서있을 때 "아래"란 항상 발 밑을 가리키기 때문에, 지구는 평평한 것 같고 또 지구에서는 아무것도 떨어지지 않는다.
이것이 지구가 구라는 사실이 밝혀지기까지 오랜 시간이 걸린 또 다른 이유이다.
지구 위의 모든 물체가 지구 중심으로 끌어당기는 힘을 받고 있다고 제일 먼저 주장한 사람은 아리스토텔레스였다.
그 힘을 중력이라고 하는데, 이 말은 "무겁다"라는 라틴어에서 유래했다.
여기 커다란 물체가 하나 있다고 하자.
그 물체의 각 부분이 서로 다른 부분을 끌어당기도록 하여 최대한 그 크기가 작아지게 해 보자.
물체의 각 부분이 최대한 응축되어 더 이상 가까워질 수 없는 상태가 되었을 때, 그 물체는 구의 모양을 띤다.
다른 어떤 입체도 구 보다 각 부분 사이의 평균거리가 더 짧을 수는 없다.
따라서, 그 중심으로 모든 곳을 끌어당기는 지구 역시 구의 모양을 띠게 된다.
지구는 움직인다
과거 고대인들에게 "지구는 움직인다"라는 말은 세상에서 가장 어리석은 말이었을게 틀림없다.
왜 그런 생각을 하는지 조차 이해하지 못했을게 분명하다.
그럼에도 불구하고 지구는 움직인다는 이야기가 왜 나오게 되었을까?
그 이유 중 하나는 하늘에 떠있는 천체가 모두 한결같이 움직이고 있기 때문이다.
해는 동쪽에서 떠서 서쪽으로 지고, 달 역시 마찬가지다. 별은 북극성을 중심으로 커다란 원을 그리며 도는 것처럼 보인다.
천체의 이런 움직임은 대부분의 사람들에게 전혀 문제 될 것이 없었다.
그 사람들 시선에는 지구는 전혀 움직이지 않고 하늘에 있는 천체들이 하루에 한 번씩 지구 주위를 도는 것은 지극히 당연한 일이라 생각했다.
보이는 게 그러한데 어느 누가 의심할 것인가?
그러나 개중에 하늘은 가만히 있고 지구가 그 밑을 돌고 있다고 생각하는 사람들도 몇몇 있었지만, 대다수 사람들에게 지구는 움직이고 있지 않은 게 너무나도 당연했다.
기차를 타면 옆에 기차가 서서히 뒤로 가는 것을 본 적이 있을 것이다.
왜 옆에 기차는 뒤로 가는 것일까?
사실 옆에 있는 기차는 가만히 있고 내가 탄기차가 앞으로 가는 것이다.
기차의 움직임이 자연스러울수록 어느 기차가 움직이는지 구분하기는 쉽지 않을 것이다.
이 것을 구분하려면 내가 탄 기차의 반대편 창밖의 풍경을 본다면 어느 기차가 움직이는지 한 번에 알 수 있다.
즉, 중립적 위치에 있는 물체를 기준으로 내가 움직이는지를 판단할 수 있는 것이다.
그러나 지구와 천체의 경우에는 중립적 위치에 있는 물체를 특정 지을 수 없다.
다시 말하자면 지구도 움직이는 게 느껴지지 않으므로 그저 움직이지 않다고 결론지었을 뿐이다.
지구가 돌고 있다는 것을 처음 주장한 사람은 그리스 철학자 헤라클레이데스로 알려져 있다.
그는 기원전 350년경 이와 같은 주장은 했는데, 당시 그의 주장을 진지하게 받아들인 사람은 없었다.
오랜 세월이 흐른 후, 1609년 이탈리아 과학자 갈릴레오 갈릴레이는 매우 원시적인 망원경으로 하늘을 관측하다가 몇 가지 사실을 발견했다.
그중 하나가 태양에 검은 점이 있다는 사실이었다.
그는 그 흑점을 매일같이 관찰하던 중 태양 표면 위에서 그 점의 위치가 조금씩 달라진다는 것을 알아냈다.
그리고 그는 태양이 축이라 불리는 가상의 선을 중심으로 천천히 자전을 하고 있다고 결론지었다.
태양이 완전히 한 바퀴를 도는 데는 약 27일이 걸렸다.
그는 태양이 자전을 하고 있다면 지구 역시 자전할 것이라 생각했고 그가 살던 시절 그런 생각에 대한 반발은 강했다.
결국 가톨릭 교회는 1633년 갈릴레이에게 압력을 가해 자신의 생각이 잘못되었음을 공개적으로 밝히고 지구는 돌지 않는다고 말하도록 강요했다.
하지만 그런다고 사실이 달라지진 않는다.
이탈리아계 프랑스인 천문학자 장 도메니코 카시니는 1665년 화성이 24.5시간 주기로 자전한다고 증명했고, 1668년에는 목성이 10시간마다 한 번씩 자전하고 있음을 밝혀냈다.
그런 일이 있고 나서야 과학자들은 지구도 자전하고 있는 게 아닐까, 하고 생각하기 시작했다.
다른 천체가 자전하고 있다는 것 이외에도 또 다른 증거가 발견되어 지구의 자전 가능성을 강력하게 뒷받침해 주었다.
천문학자들이 우주가 얼마나 큰지 차츰 알게 되면서, 지구는 움직이지 않고 온 우주가 지구를 중심으로 돌고 있다는 게 얼마나 어리석은 생각이었는지 깨닫게 됐던 것이다.
그러나 사람들이 직접 눈으로 확인할 수 있는 자전에 관한 실험은 1851년에 와서야 행해졌다.
교회 천장에 무거운 추를 매달아 놓고, 추 아래는 쇠못이 박혀있었다.
그 못은 교회 마루에 깔아 놓은 모래 위를 스치면서 고랑을 만들도록 추를 흔들리게 했다.
추는 왕복운동을 했고 시간이 흐름에 따라 골의 방향은 조금씩 변해갔다.
추 아래쪽에 있는 지구가 조금씩 자전을 했기 때문이다.
그 추의 움직임을 보고 있던 사람들은 처음으로 지구의 자전을 확인할 수 있었다.
물론 오늘날에는 달에 가서 지구의 자전을 직접 확인하기도 했다.