지구의 공전

지구가 태양을 중심으로 일 년에 한 바퀴씩 회전하는 것.
지구의 공전으로 계절에 따라 별자리가 달라지고, 자전축이 기울어진 채 공전하기 때문에 계절의 변화가 생긴다.

돌고 도는 지구

지구는 스스로 회전하는 자전 운동을 하는 동시에 태양 주위를 도는 공전 운동도 한다. 그럼 모두 함께 지구의 운동을 따라 해 보자. 원을 그리고 스스로 뱅뱅 돌면서 원을 따라 움직여 보자. 너무 힘들다고? 그럴 것이다. 두 가지 일을 한꺼번에 한다는 것이 결코 쉬운 일은 아니다. 그럼에도 불구하고 지구는 오늘도 내일도 변함없이 두 가지 운동을 동시에 하고 있다.

그럼 지구가 태양 주위를 한 바퀴 도는 데 얼마나 걸릴까?
365일, 즉 한 바퀴 도는 데 1년이 걸린다. 2006년 1월 1일 출발해서 2007년 1월 1일에 드디어 제자리로 돌아오는 셈이다.
한편 지구의 자전과 공전 운동은 봄, 여름, 가을, 겨울 같은 계절을 만든다. 지구는 자전축이 약 23.5° 기울어져 있어서, 태양에서 지구로 빛이 도달하는 거리와 빛을 받는 시간(낮의 길이)이 계절마다 달라진다. 이러한 차이로 여름에는 낮 시간이 길고, 겨울에는 낮 시간이 짧아진다.

또 계절마다 별자리가 바뀌는 것도 지구가 태양 주위를 돌고 있기 때문에 발생하는 현상이다. 별은 밤에만 볼 수 있기 때문에 지구가 태양의 어느 쪽에 있느냐에 따라 우리가 볼 수 있는 별이 달라진다.

들쭉날쭉한 하루의 길이

지구는 시속 약 11만km, 즉 1초에 약 30km의 속도로 태양 주위를 달린다. 지구가 태양 주위를 도는 운동을 '공전'이라고 한다.

그러나 지구만 태양 주위를 돌고 있는 것이 아니다. 지구 외에 다른 행성(금성, 화성, 목성 등)들도 모두 태양을 중심으로 돌고 있다. 그리고 방향도 모두 지구의 자전 방향과 같이 '시계 반대 방향'으로 돈다.

더구나 자세히 보면 지구를 포함한 모든 행성들의 공전 궤도의 모양은 원이 아니라 타원이다. 다시 말하면, 지구와 태양 사이의 거리가 항상 일정한 상태로 움직이는 것이 아니라 멀어졌다 가까워졌다 한다는 이야기다.

한편 하루의 시간은 정확히 24시간이 아니다. 하루의 길이를 측정하려면, 태양이 정확히 남쪽에 오는 시간부터 다음 날 다시 정확히 남쪽에 올 때까지의 시간을 측정하면 된다. 이렇게 측정한 하루의 길이가 다른 이유는 지구의 공전 궤도가 원이 아니라 타원이기 때문이다. 태양에 가까울 때는 멀 때에 비해 지구의 공전 속도가 더 빨라지며, 이 때문에 하루의 시간이 달라진다.

지구와 태양 사이의 거리는 약 1억 5,000만km이다. 물론 지구의 공전 궤도가 타원이기 때문에 거리가 조금씩 달라지기는 하지만, 이 정도의 거리를 유지하며 일정한 길을 따라 지구는 여행을 계속한다. 이렇게 지구가 여행하는 길을 '황도'라고 한다.

지구가 황도를 일주하는 데 1년이 걸리며, 정확히는 365.24219일이 걸린다. 하루가 안 되는 시간(0.24219일)이 4년 동안 쌓이면 하루가 되므로 4년마다 한 해씩 일 년이 366일인 '윤년'이 생긴다.

계절별 별자리

지구는 자전을 하면서 태양을 중심으로 일 년에 한 바퀴씩 회전하는 공전을 한다. 공전 방향은 서쪽에서 동쪽(시계 반대 방향)이다. 지구의 공전으로 인하여 지구의 위치가 달라짐에 따라 지구에서 보는 천체의 모습이 달라져 계절에 따라 볼 수 있는 별자리가 달라진다.

지구의 자전축과 계절의 변화

지구가 태양 둘레를 움직인다고 계절의 변화가 생기는 것은 아니다. 지구의 자전축을 기울어지지 않은 수직 상태로 하고 지구의를 전등 주위로 돌리면, 우리나라의 위치는 비스듬한 햇빛이 항상 비치는 위쪽에 있다. 이런 경우 우리나라는 일 년 내내 기온이 변하지 않고, 가을과 같은 날씨가 계속 된다. 하지만 실제 지구와 같이 지구의의 자전축을 23.5도 기울여 전등 주위를 돌리면, 우리나라의 위치는 위쪽이었다가 중간에 오게 된다. 위쪽일 때는 햇빛이 비스듬히 비치고 가운데 있을 때는 햇빛이 똑바로 비친다. 이렇게 햇빛이 비치는 방향에 따라 낮의 길이와 기온이 달라지므로 계절의 변화가 생긴다.

적도의 계절

우리나라는 사계절이 있다. 그럼 다른 나라들은 어떨까? 일 년 내내 눈만 오는 겨울인 지역도 있고, 일 년 내내 햇빛이 똑바로 내리쬐는 여름인 지역도 있다. 자전축이 기울어져 돌고 있는데도 왜 이런 현상이 생기는 것일까?

지구의에서 적도를 찾아 전등 주위를 돌면서 비춰 보면, 적도에 비치는 빛의 양이 거의 비슷하다는 것을 알 수 있다. 그래서 적도 부근은 항상 덥다.