달의 탄생

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달의 탄생 과정

달은 늘 지구를 공전하는, 지구의 단 하나뿐인 위성이다. 달의 탄생 과정과 달이 지구를 공전하는 이유에 관한 가설은 총 네 가지로, 동시 탄생설, 포획설, 분리설, 거대 충돌설이 있다.

첫 번째, 달과 지구의 동시 탄생설을 알아보기 전 지구의 탄생에 대해 먼저 간략하게 설명하자면, 지구는 46억 년 전, 태양이 만들어지기 시작하면서 태양과 함께 태어났다. 그리고 이 시기의 지구는 태양의 핵융합 반응으로 인해 불어오는 태양풍과 안정적이지 못한 궤도 탓에 많은 미행성들과 충돌했는데, 이렇게 지구 표면으로 떨어진 미행성들의 운동 에너지들은 모두 열 에너지로 바뀌었고, 그 열 에너지에 의해 지구 표면의 암석들이 달궈지면서 모두 녹아 마그마로 변했다.

또 이 미행성들은 지구의 표면뿐만 아니라 크기와 질량에도 변화를 가져왔는데, 현재 우리 지구의 크기와 질량이 큰 이유는 모두 이때의 미행성들과의 충돌 덕분이다. 미행성들이 지구로 떨어지며 찰흙을 덧대듯 지구의 크기와 질량 또한 같이 커진 것이기 때문이다.

시간이 많이 흐른 뒤, 태양계의 행성들은 궤도를 점차 안정적으로 정리하고 변화시켰다. 그리고 이처럼 궤도가 안정화되자 당연히 표면에 떨어지는 미행성의 수 역시 줄어들게 돼 지구의 열이 서서히 식어갔다. 또한 지구의 바다가 만들어진 것도 바로 이 시기인데, 전까지는 뜨거운 열에 의해 모두 날아갔던 수증기들이 열이 식으며 이제는 지구의 표면에 쌓여 바다가 형성된 것이다.

그리고 영국의 물리학자, 윌리엄 톰슨(William Thomson)은 이렇게 지구가 만들어지고 변화하던 그 순간, 달도 지구의 옆에서 함께 만들어졌다는 동시 탄생설을 주장했다. 그러나 윌리엄 톰슨의 가설은 사람들에게 그다지 주목받지 못하였다. 그 이유는 바로 달과 지구는 구성 성분이 매우 다르기 때문이다. 만약 달이 지구와 함께 탄생했다면 구성 성분이 유사했을 것이다.

두 번째 가설은 미국의 천문학자, 토머스 제퍼슨 잭슨 세(Thomas Jefferson Jackson See)의 포획설이다. 포획설은 원시 지구 주변을 지나치던 소행성이 지구의 중력에 의해 위성이 되었다는 가설인데, 하지만 이 포획설 역시 소행성이 중력에 이끌려 붙잡혀버릴 확률이 매우 낮기 때문에 사람들에게 받아들여지지 않았고, 실제로 토머스가 처음 포획설을 주장한 1909년으로부터 10년이 지난 2019년, 초속 24km의 소행성 OK가 현재 달의 위치보다 훨씬 더 지구와 가까운 거리를 지나쳤지만 소행성은 지구의 중력에 영향을 받지 않았다.

그리고 세 번째, 찰스 다윈의 아들 조지 다윈(George Darwin)의 분리설은 달과 지구는 원래 하나였으나 앞서 설명한 미행성의 열 에너지로 녹은 지구의 암석이 지구의 자전과 함께 우주로 튕겨 나갔다는 가설이다. 실제로 저 시기의 지구는 자전 속도가 현재의 6배나 됐는데, 다만 이 가설 역시도 달과 지구의 구성 성분 차이가 밝혀지며 설득력을 잃었다.

마지막 네 번째 가설, 거대 충돌설은 달의 탄생에 대한 가설 중 현재 가장 유력한 가설이다. 거대 충돌설은 1974년, 위성 전문가들이 다수 모인 학술회의에서 가장 처음 제기되었으며, 빅 스플래시(big splash)라는 이름으로도 널리 알려져 있는데, 이 가설은 지구가 테이아(Theia)라는 거대 행성과 충돌하면서 테이아를 흡수했고, 미처 흡수되지 못한 테이아의 일부가 달이 되어 지구를 공전하고 있다는 주장이다.

실제로 달과 지구는 구성 성분은 매우 다르지만 암석들의 양성자 수는 일치한다. 때문에 아직은 가설에 불과한 주장이긴 하지만 달의 탄생 과정에 대한 네 가지 가설 중 유일하게 근거가 있는 이론이다.