태양의 지름을 50cm 밸런스볼로 줄이면, 지구는 얼마나 작아질까?
과학 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일매일 실험입니다.
갑자기 질문 하나 드릴게요. 태양의 지름을 50cm짜리 밸런스볼로 축소한다면, 지구는 과연 어느 정도 크기가 될까요? 축구공? 탁구공? … 사실 정답은 놀랍게도 단 1mm입니다. 눈을 크게 뜨고 자세히 들여다봐야 겨우 보일 정도로 작습니다. 이번에는 이렇게 놀라운 사실이 가득한 ‘태양계 축척 모형’의 세계로 여러분을 안내해 보겠습니다.
자료집을 넘겨보다가 ‘만약 태양의 지름이 50cm인 공이라면? 다른 행성들은 얼마나 작아질까?’라는 재미있는 주제를 발견했습니다. 그래서 바로 계산 시트를 만들어 보기로 했습니다. 준비한 것은 지름 50cm의 밸런스볼입니다. 이것을 ‘태양’이라고 생각해 보겠습니다. 스프레드시트는 여기에서 확인할 수 있습니다.
행성들은 우리 주변의 ‘그 공’이었다
계산해 보니 태양을 지름 50cm의 밸런스볼로 설정했을 때, 다른 행성들은 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 물건의 크기로 나타낼 수 있다는 사실을 알 수 있었습니다.
구슬 지름 8mm
탁구공 지름 44mm
축구공 지름 220mm
야구공 지름 70mm
비치볼 지름 260mm
밸런스볼 지름 500mm
문제와 정답 시트도 함께 만들어 두었고, 정답 시트에는 미리 계산식을 입력해 두었습니다. 정답은 다음과 같습니다.
그렇다면 가장 중요한 지구는 어떨까요? 지름이 고작 1mm입니다. ‘그렇게나 작다고?’ 하고 놀라는 분도 많으실 것 같습니다. 태양의 크기와 비교하면 목성조차도 탁구공 정도의 크기에 불과합니다. 우주의 엄청난 규모를 손바닥 위에서 실감할 수 있는 순간이죠.
행성까지의 ‘거리’도 측정해 보자
눈앞에 놓인 밸런스볼, 즉 태양을 중심으로 생각하면 다른 행성들은 대체 어느 정도 떨어진 곳을 돌고 있을까요? 이것도 계산해 보았습니다. 결과는 다음과 같습니다.
이 거리를 실감하는 데 유용한 것이 바로 ‘Google 지도에 원 그리기’라는 웹 서비스입니다. 태양에 가장 가까운 수성조차 태양, 즉 밸런스볼에서 21m나 떨어져 있습니다. 벌써 방 안을 훌쩍 벗어나 버리는 거리입니다. 실제로 앱을 이용해 집이나 학교를 중심으로 원을 그려 보면 아주 재미있는 사실들을 발견할 수 있습니다.
이런 모습이 됩니다. 가운데가 태양이고, 그 바깥쪽으로 수성, 금성, 지구…가 차례로 배치됩니다.
이렇게 실제 지도 위에 겹쳐 보면 태양계가 얼마나 광활한 공간인지 조금씩 실감하게 됩니다. 태양의 지름을 1m(100cm)로 설정해 다시 계산한 버전도 앞서 소개한 스프레드시트에 준비해 두었으니, 꼭 한번 시험해 보세요.
지구가 지름 100cm인 공이라면, 도쿄는 어떻게 될까?
‘지구가 지름 100cm인 공이라면 어떻게 보일까’라는 주제는 이미 한 권의 책으로 출간되어 있다고 합니다. 내용도 정말 거대해서 읽다 보면 어느새 이야기에 푹 빠져들게 됩니다.
달은 비치볼 정도의 크기가 되고, 지구에서 약 30m 떨어진 곳을 돌게 됩니다. 태양은 무려 12km 떨어진 곳에 있으며, 크기는 놀랍게도 도쿄돔 정도가 됩니다. 지름 100cm의 지구에서 바라보면, 100W 전구 140억 개를 한꺼번에 켠 것과 비슷한 밝기로 보인다고 합니다. 다시 한번 태양의 어마어마한 규모를 실감하게 되네요.
또한 이 위치 관계를 JR 도카이도선에 대입해 보면 다음과 같습니다.
・지구는 도쿄의 오모리역 부근에 있으며, 지름은 100cm.
・수성은 시나가와역 부근에 있으며, 지름은 40cm
・금성은 오이마치 부근에 있으며, 지름은 95cm
・화성은 가와사키역 부근에 있으며, 지름은 50cm
・목성은 히라쓰카역 부근에 있으며, 지름은 11m
・토성은 후지산 부근에 있으며, 지름은 9m
이 이야기가 정말 맞는지 궁금해져서 직접 계산해 보았습니다.
앞서 소개한 참고 자료와 수치에 약간의 차이는 있지만, 대략적으로는 일치합니다. 계산해 보면 태양의 지름은 약 100m가 됩니다. ‘지름 100m인 공’이라고 해도 쉽게 감이 오지 않을 수 있습니다. 그런데 찾아보니 오다이바 팔레트타운에 있던 대관람차의 지름이 정확히 100m였다고 합니다.
그 거대한 대관람차와 똑같은 크기가 ‘태양’이라고 생각해 보면, 태양계의 규모가 얼마나 엄청난지 다시 한번 놀라게 됩니다.
게시물로 만들어 함께 체험해 보자
이 내용을 바탕으로 게시물(Google 슬라이드)도 만들어 보았습니다. 괜찮으시다면 수업이나 자유 연구 등에 활용해 보세요.
나중에 이 게시물을 한 단계 더 업그레이드해 보았습니다. 이것도 꼭 한번 살펴보세요.
이것은 세리아에서 구입한 지름 45mm의 스티로폼 공입니다.
이 공을 ‘탁구공’ 위치에 핫글루로 붙여 보았습니다.
이것 역시 세리아에서 구입한 구슬로, 지름은 4mm입니다.
이것도 전시물에 직접 붙여 보았습니다.
평면적인 그림이나 그래프로만 보여주는 것보다 이렇게 입체적인 모형으로 만들어 직접 만져 볼 수 있게 하면, 학생들도 더욱 즐겁게 태양계의 광활함을 체감할 수 있을 것 같습니다.
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