지구 바깥은 무중력상태?

중력은 어떤 거리에 있는 질량을 가진 두 물체가 서로 당기는 힘입니다.

즉, 질량과 두 물체 사이의 거리가 중력의 세기를 결정합니다.

두 물체가 서로 작용하는 중력의 크기f1과 f2는 같고

G는 어렵게 여러 실험과 계산에 의해 만들어진 상수(변하지 않는 정해진 수)이므로

중력의 크기는

두 물체 사이의 거리의 제곱에 반비례

두 물체의 각 각의 질량의 곱으로 결정됩니다.

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우리은하 중심에 핵이 있습니다.

그리고 태양은 은하의 중심에서 약 26,500 광년 떨어져 있습니다.

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자, 이제 하나씩 위의 만유인력 공식에 따라

태양과 지구 그리고 사람이 느끼는 은하 핵과의 중력의 크기를 비교해 보면 됩니다.

우선 태양과 지구는 1억5천만 킬로미터 (약 8광분: 빛의 속도로 8분거리) 이므로

26,500 광년의 거리에 비교하면 의미 없는 거리입니다.

그런 태양을 돌고 있는 지구 위에서 사는 사람들도 마찬가지죠

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위의 식을 보면서 예를 들면 두 물체의 거리가 1미터 거리일 때 중력의 크기가 1N이라고 한다면

2미터 거리가 되면 1/4N, 3미터 거리가 되면 1/9N, 4미터 거리에서는 1/16

100미터거리가 되면 1/10000N 이렇게 작아집니다. (거리의 제곱에 반비례하니까요)

그런데 태양 같은 항성들을 잡아두는 힘은 왜 그리 큰가 하면

태양도 엄청난 질량을 가지고 있어서 그렇습니다.

태양의 질량은 2×10^30 kg으로 지구보다 약 33만 배 더 무겁습니다.

그럼 만유인력의 법칙의 분수 윗부분의 값이 커집니다.

즉, 은하의 핵이 33만배 큰 힘으로 태양을 잡아 당기고 있는 거죠

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다시, 질문하신 내용으로 돌아와서 지구의 중력을 1g라고 한다면

태양의 지름(r)이 지구의 약 109배이고

질량이 약 33만배이므로 대입해서 계산해 보면

태양 표면에서 느끼는 중력은 약 27.9g 정도 됩니다.

그런데 지구표면 위에 있는 사람이 태양으로 부터 받는 중력은

거리의 제곱에 반비례로 작아지므로 분수 아래에 r 에 지구 태양거리를 넣고 제곱을 한 만큼

작아집니다.

1억이 0이 9개 붙은 수 이므로 0.0000000000000000.....1 g (소수점 아래 18개)가 되겠죠

이제 은하핵을 이야기 해 볼까요

계산하기 편하게 거리를 대충 3만광년이라고 해도

9조5000억 x 30000 ...... 공학용 계산기로 계산해도 에러가 나올 지경으로

아주 작은 만유인력이 작용합니다.

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그러니까, 태양과 같은 항성은 질량이 아주 커서

그런 항성들의 질량보다 훨씬 더 큰 은하핵의 질량과 의 곱으로 계산되는

분수의 분자 수를 가지게 되어서 분모의 거리가 지금 정도 멀어도

잡아 당기고 있을 수 있는 것이고요

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지구 표면에 붙어있는 사람이 느끼는 중력의 크기 g와 비교한다면

사람이 은하핵으로 부터 받는 중력의 크기는... 그냥 0이라고 봐도 될 정도 입니다.

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