지구와 달의 관계

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서전지구 행정도 지구본 SJ-260-E1 + 국기스티커 + 세계지도

달은 지구와 45도의 각도로 충돌하고 지구의 중력에 이끌려 지구의 주위를 도는 위성이 되었다. 그래서 달은 지구에 엄청난 영향을 주고 있으며, 태양 다음으로 지구에 영향을 미치는 소중한 위성이다. 만약 달이 없으면 지구에는 생명체가 존재할 수 없고, 달 때문에 생명의 움직임이 활발하게 되었다. 

달의 궤도

 달은 천체 중에 지구에서 가장 가까운 곳에 있고 삼각 측량법으로 달까지의 거리를 측정할수있다. 지구 상의 떨어진 두 지점에서 달의 위치를 동시에 관측하면 시차를 측정할 수 있기 때문에 거리를 구할 수 있다. 달은 지구에서 약 38만 5천 Km 떨어진 곳에 있고, 지구의 주위를 돌고 있다. 달과 지구 사이의 만유인력 때문에 달이 지구의 주위를 돌고 있는 것이다. 태양이나 다른 행성과의 인력도 작용하지만 크지 않기 때문에 거의 영향이 없다. 그래서 근사적으로 달의 운동은 2체 문제이며, 달의 궤도는 타원이 되다. 달의 반지름은 지구의 1/4이고, 질량은 지구의 1/81 정도이다.

 달 궤도의 이심률은 9.05488이며, 지구와 달의 거리는 36만5,500Km ~ 40만 5,500Km 범위에서 변화한다. 이것은 매우 큰 변화이며, 달의 사진을 여러 장 찍어서 비교해보면 달의 크기가 다른 것을 확인할 수 있다. 달의 궤도면은 황도에 5도 9분 기울어져있는데, 이것 때문에 태양에서 우력(偶力)이 작용하여 궤도면이 18.61년 주기로 방향을 바꾼다. 또 천구상에서 달의 궤도를 백도라고 한다. 그리고 달은 지구로부터 매년 3.8cm씩 멀어져 간다.

달의 상대적인 크기

 달은 지구 지름의 1/4이고 지구 질량의 1/81로 상대적으로 작다. 그러나 태양계에서 행성과 위성 크기의 비가 가장 큰 위성이다. 그러나 지구와 달은 여전히 이중 행성 계보다 지구-위성 관계로 여겨진다. 왜냐하면 지구와 달의 무게 중심이 지구표면 아래 1,700Km에 위치하기 때문이다.

지구에서 본 달의 모습

 달은 석탄과 비슷한 반사율을 갖고 있지만 상대적으로 작은 알베도를 갖고 있다. 그럼에도 달은 태양 다음으로 하늘에서 두 번째로 밝은 물체인데 이것은 부분적으로 반대 효과(Opposition effect)의 밝기 향상 때문이다. 시각계에서 색의 항상성은 물체와 그물체 주위의 색깔 관계를 재조정한다. 따라서 우주는 비교적 어둡기 때문에 햇빛이 비치는 달을 밝은 물체로 인식한다. 주연 감광 없이 보름달의 끝부분은 달의 중심만큼 밝아 보인다. 이는 어느 방향보다도 태양 쪽으로 더 많은 빛을 반사하는 달 토양의 반사적인 특징 때문이다. 그래서 달은 지평선에 가까워질 때 더 커 보인다. 

달의 위상 변화

 지구와 달은 태양에게서 빛을 받고 있기 때문에 달의 모양은 지구와 태양의 위치에 따라 다르게 보인다. 이렇게 달이 위치에 따라 다르게 보이는 것을 위상 변화라고 한다. 이런 변화는 달, 지구, 태양의 위치가 바뀌면서 달이 지구 쪽으로 반사하는 태양빛의 양이 변하기 때문이다. 달, 지구, 태양의 상대 위치가 규칙적으로 바뀌기 때문에 달의 위상 변화도 규칙적으로 일어난다. 초저녁 서쪽 하늘에 오른쪽만 밝은 초승달로 시작해서 점점 커져가는 모양이 되어 반달과 보름달이 된다. 그 이후에 새벽에 동쪽 하늘에 왼쪽만 밝은 그믐달이 된다.

 

달의 위상변화

 

개기월식과 부분월식

 달이 보름달이 되면 태양과 지구와 달의 위치가 태양 - 지구 - 달이 되는데, 지구의 그림자가 달을 가리는 것이 월식이다. 그림자가 달의 전체를 가리는 것이 개기월식이고, 달의 부분만 가리는 것이 부분월식이다.

 

개기월식과 부분월식