우주 행성들은 왜 자전을 할까?

지구는 움직이는 것이고 지구가 태양 주위를 회전하는 것이지 태양이 지구를 중심으로 돌고 있는 것이 아니라는 사실을 갈릴레오 갈릴레이는 1632년부터 이미 알고 있었습니다.

하지만 이 사실에 대한 증명은 한참 뒤에야 이루어 졌습니다. 1851년 프랑스의 물리학자인 장 베르나르 레옹 푸코는 추를 사용해 지구가 다른 행성이나 태양처럼 자전한다는 사실을 증명해 냈습니다. 하지만 지구가 왜 자전하는지는 지리학자들 천문학자들 그리고 물리학자들 사이에서는 아직도 뜨거운 논쟁거리 입니다.

아마도 행성과 태양 그리고 은하가 회전하는 것은 이미 자전하고 있는 물체로 구성되어 있기 때문이 아닐까 추측하고 있습니다. 

46억 년 전 농축 수소와 헬륨 구름으로 구성된 태양이 생성되었고 원자간의 인력은 천천히 움직이는 행성의 회전에 영향을 미쳐 반시계방향으로 회전하는 어린 별들 주위로 미세한 먼지와 물질의 조각들이 모이게 되고 점점커지면서 한방향으로 원반 모양의 형태를 이루며 별들을 둘러쌌을 것 입니다. 충돌하는 먼지는 점점 큰 덩어리를 만들고 이것은 결국 우리가 알고 있는 행성으로 자리잡게 된 것입니다.

행성의 자전은 지구에서 발생했던 것처럼 충돌을 방지하는 역할을 합니다. 태양계 탄생이후 5,000만년이 흐른 뒤에 지구는 화성의 부피와 비슷한 고(古)행성과 충돌했습니다. 

충돌의 충격은 매우 강력해서 지구의 한 부분이 떨어져 나가 우주궤도에 쌓이게 되었고 과학자들은 이런 파편중에서 달이 생성되었다고 생각했습니다. 중요한 것은 이때 충돌이 오늘까지도 지속되는 지구 자전의 원인이라는 것 입니다. 부딪친 행성이 지구의 중앙을 정확히 맞추지 못해 회전이 시작되었다는 것 입니다.

마치 당구공이 회전하는 것과 유사했을 것으로 생각하고 그 충격도 매우 강력해 아마도 그 당시에는 지구의 하루가 겨우 5시간 밖에 되지 않았을 것으로 추측하고 있습니다. 충돌 이후 지구의 자전속도는 100년마다 0.0015초씩 느려졌습니다.

마찬가지로 달 또한 자신의 축에 따라 회전합니다. 하지만 달은 자전축을 중심으로 29.5일 만에 한바퀴씩 자전하는데, 이 주기는 달이 지구 주위를 한바퀴 공전하는 시간과 같습니다. 그래서 우리는 항상 달의 같은 면만을 보게 됩니다. 대부분의 태양계 행성들을 포함해 토성의 달인 티탄과 천왕성 그리고 금성의 가스 행성들까지 반시계방향으로 돌고 있습니다.