진공과 무중력, 무중력 상태에서 나타나는 신기한(?) 현상

[류명한]

진공과 무중력은 서로 안 친해요^^

대부분의 학생들이 가지고 있는 오개념 중의 하나는 진공과 무중력을 같은 뜻으로 오해를 하고 있다는 겁니다. 우주 공간은 대부분 아무런 물질이 존재하지 않는 진공상태이며, 무중력상태이기 때문에 이런 오해를 하고 있는 것 같습니다.

진공상태란 어떠한 물질도 존재하지 않는 상태를 말하는 것이고, 무중력 상태란 중력의 힘을 느끼지 못하는 상태를 말합니다. 위의 그림은 진공상태의 유리관 안에서 질량이 다른 두 물체를 자유낙하 시키는 실험입니다. 만약 진공상태가 될때 중력의 힘이 없어진다고 가정한다면 두 물체는 낙하 운동을 하지 않을 것입니다. 하지만 두 물체는 중력이란 힘에 의해 아래쪽으로 낙하 운동을 합니다. 즉 진공과 무중력은 전혀 다른 상태인 것입니다.

그럼 무중력 상태에서 나타나는 신기한(?) 현상 몇가지를 알아 볼까요.

1. 위, 아래의 구별이 없어 집니다.
지구상에서 위, 아래의 구별은 물체가 떨어지는 방향이 아래이고 반대방향이 위쪽 입니다. 그러나 무중력 상태에선 들고 있는 물체를 놓아도 떨어지지 않으니 위, 아래의 구별을 할 수 없겠죠.

2. 얼굴이 붓는 현상이 나타납니다.
지구에선 중력 때문에 아래쪽으로 피가 많이 몰리게 되나 무중력 상태에선 피가 온몸으로 골고루 가기 때문에 지구에서 보다 상대적으로 얼굴쪽으로 피가 많이 몰리게 되어 얼굴이 붓습니다.

3. 키가 커지게 됩니다.
지구 에서는 사람이 직립보행을 할 때 관절 사이에 있는 연골(디스크라고도 하죠)이 눌리게 됩니다. 그러나 무중력 상태에선 눌렸던 모든 관절들이 원래의 상태로 커지기 때문에 키가 4cm정도 커지게 됩니다.

4. 액체의 모양이 구형을 이룹니다.
무중력 상태에서는 분자들 사이에 작용하는 인력만 있기 때문에 완전한 구형을 이루게 됩니다.

5. 식물의 굴성이 없어집니다.
식물의 뿔리는 중력의 방향으로 자랍니다. 그러나 무중력에선 중력의 방향이 없으니까 모든 방향으로 뿌리들이 자라나게 됩니다.

6. 대류현상이 일어나지 않습니다.
대류란 액체나 기체에서 열의 이동 방법인데 밀도차에 의해 분자들이 집단적으로 순환합니다. 무중력 상태에선 이러한 밀도의 차이가 나타나지 않기 때문에 대류가 일어나지 않습니다.