중국 사람들이 모두 2m 높이의 사다리에 올라가 일제히 뛰어내리면 지구의 궤도가 바뀌나요? (솔직히 나도 궁금했음)
궤도는 바뀌지 않습니다. 중국 각지의 접골원만 성황을 이루겠죠.(ㅋㅋㅋㅋㅋ)
중국이 인구 대국이라 이런 말들을 하는데, 이럴 경우 한 가지 분명한 건 방금 말한 것처럼 26억 개의 삔 발목이 생길 수 있다는 사실입니다.
문제는 두 가지 입니다. 첫째는 뛰어내릴 때의 충격이 얼마나 강한가이고, 둘째는 강도에 관계없이 과연 이런 충격으로 지구의 궤도를 바꿀 수 있는가입니다.
사람이 땅에 떨어질 때의 충격을 계산해 내는 것은 간단합니다. 12억 중국 인구의 1인당 평균 체중이 68kg이라고 합시다. 이들이 일제이 뛰어내리면 1조 6천억 줄의 에너지가 생겨납니다(1줄이란 에너지의 단위인데 신경 쓸 것 없습니다). 이 정도는 리히터 지진계로 강도 5.0인 중간 규모의 지진이 내는 에너지와 비슷합니다. 이런 지진은 수백만 년 동안 수도 없이 일어났고, 지진 때문에 지구 궤도가 바뀌었다는 증거는 지금까지 발견된 적이 없습니다.
지진의 에너지든 '족진'의 에너지든 이런 것으로는 지구의 궤도를 바꿀 수 없는데, 왜냐하면 이 에너지는 지구의 공전과는 무관하기 때문입니다.
지구가 태양의 주위를 끊임없이 도는 것은 일정량의 운동량을 가지고 있기 때문인데 이는 지구에 일정한 질량과 속도가 있다는 뜻입니다. 질량과 속도를 곱하면 운동량이 나오니까요. 지구는 중력의 힘으로 지구상의 모든 것을 끌어당깁니다. 일제이 뛰어내리는 중국인이든, 줄 위에서 춤을 추는 광대든 예외는 없습니다.
이렇게 해서 우리는 모두 지구라는 거대한 질량의 일부가 되는 것이고, 그 질량의 일부가 위아래로 뜀뛰기를 하든 말든 지구 전체의 질량은 변하지 않습니다. 속도도 바뀌지 않습니다. 왜냐하면 중국인들도 모두 지구의 다른 부분과 똑같은 속도로 궤도를 따라 태양의 주위를 돌고 있기 때문입니다. 한마디로 우리는 모두 거대한 우주선에 타고 있는 승객인 것이죠. 자동차의 앞유리를 손으로 민다고 차가 빨리 갈까요? 자동차 천장을 민다고 차가 공중에 뜰까요?
뉴턴의 운동 제3법칙으로 설명해 보겠습니다. 이미 수백만 번 들었겠지만 한 번만 더 들으세요.
"모든 작용에는 크기가 같고 방향이 반대인 반작용이 따른다."
벽돌담을 밀면 벽돌담도 나를 밉니다. 담은 가만히 있는다구요? 그렇다면 왜 손이 담 반대쪽으로 뚫고 나가지 않죠? 앞서 말한 중국 사람들이 땅에 떨어지는 순간, 이들의 발은 일정한 힘으로 지면을 때리지만 지면도 같은 힘으로 이들의 발바닥을 밉니다. 그래서 첫째 지구의 운동에 영향을 줄 만한 힘이 발생하지 않는 것이고, 둘째 26억 개의 발목이 삐는 것입니다.
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