최근 미국과 일본의 민간 여행사가 잇따라 ‘2008년 달 여행 상품’을 내놓는 등 이제 우주여행은 꿈이 아닌 현실이 되고 있다.30년 뒤엔 단돈 1달러면 우주여행이 가능하고, 금세기 안에는 매년 수천·수만명이 우주로 휴가를 떠나는 장관이 연출될 것이라는 전망도 나온다.

하지만 우주공간은 지구와는 여러모로 다르다. 중력과 대기가 없거나 희박하다. 만일 우주 공간에서 운동경기를 하면 어떤 상황이 벌어질까. 가상 상황을 통해 지구와 우주의 물리적 차이를 살펴보자.

#1 달에서 펼쳐지는 ‘우주 월드컵’에 출전한 한국 축구대표팀. 박지성이 골문을 향해 멋진 센터링을 올렸다. 하지만 가슴으로 볼을 받은 박주영은 이내 쓰러지고 만다.

#2 맞은편 야구장에서는 박찬호가 공을 뿌리고 있다. 장기인 낙차가 큰 커브를 던졌다. 그런데 공은 포수의 키를 넘어 관중석에 꽂힌다.

#3 농구장에서는 문경은이 자신의 장기인 3점슛을 날렸다. 하지만 공은 링을 훌쩍 넘어가버렸다.

●축구 인원 수백명, 야구처럼 포지션만 지켜

위의 경우는 모두 달이 가진 중력과 대기 조건에서 발생하는 현상이다. 오원근 충북대 물리학과 교수는 “물체의 질량은 변함이 없지만 달의 중력가속도가 지구의 6분의1밖에 안돼 지구 무게의 6분의1로 줄어든다.”고 설명했다. 지구에서 60㎏이던 물체는 달에서 10㎏이 되는 셈이다.

첫번째 사례의 경우 중력이 약하고 공기 저항이 없는 상태이기 때문에 센터링으로 올라간 축구공은 속도를 거의 잃지 않고 진행한다. 롱패스나 센터링을 할 경우 처음 발로 차 공에 실은 무게가 계속 유지돼 받는 선수는 큰 부상을 입을 수 있다. 만일 페널티킥을 골키퍼가 막는다면 손가락을 다칠 수도 있다. 영화 ‘소림축구’에서처럼 슛이 대포알처럼 빠르게 날아가기 때문이다. 오 교수는 “축구 경기장의 가로·세로 길이를 각각 6배씩, 즉 면적을 36배 이상 넓게 만들어야 공을 제어할 수 있을 것”이라면서 “선수도 수백명이 필요하며, 야구처럼 자기 포지션을 지키며 패스만 해야 할 것”이라고 설명했다.

농구의 3점슛은 중력의 영향이 없어 포물선이 그려지지 않게 돼 경기장 천장을 때릴 것이다. 드리블 역시 바닥에 튀기면 마치 ‘탱탱볼’ 처럼 높이 튀어올라 여의치 않게 된다.

●커브·바나나슛 불가능. 화성에서는 반대로 휘어?

야구의 커브와 축구의 ‘바나나슛’이 가능한 원리는 독일의 물리학자 구스타프 마그누스가 1852년 실험을 통해 발견한 ‘마그누스 효과’로 설명된다. 공에 회전을 걸면 회전 및 진행 방향이 같은 부분이 반대 부분보다 공기와의 마찰이 커지고 공기의 흐름이 느려져 압력이 커진다. 이에 따라 공은 반대 방향으로 휘게 되는 것이다. 하지만 우주에서는 이 원리가 소용없다. 대기가 없기 때문에 공기와의 마찰이 생기지 않는다.

화성과 같이 희박한 대기 조건에서는 공에 회전을 주면 지구에서와 반대 방향으로 휜다는 연구 결과도 있다. 스웨덴 왕립공학원 기계공학자 칼 보그 박사 연구팀은 대기가 희박할 경우 마그누스 효과보다 공기 분자와의 충돌 효과가 더 크다는 보고서를 내놓았다.

보고서에 따르면 대기가 희박하면 공기 분자가 상대적으로 먼 거리를 이동해야 서로 부딪칠 수 있다.

만약 부딪치기 위해 필요한 거리가 공의 지름보다 길면 공이 진행하는 앞부분에 뒷부분보다 더 많은 공기 분자가 부딪치게 된다. 이때 공의 앞부분에서는 공기 분자가 부딪쳐 튀어나간 방향과 반대로 힘을 받게 된다. 때문에 지구에서 휘는 방향과 반대로 휘게 된다는 것이다.

이영표기자 tomcat@seoul.co.kr