3-2. 뉴턴의 위대한 통찰: 사과를 당기는 힘 = 달을 묶어두는 힘

🍎🌙 사과와 달 — 역사상 가장 위대한 연결

1665년, 영국에 무서운 전염병(페스트)이 퍼졌어. 스물세 살의 청년 아이작 뉴턴은 대학이 문을 닫는 바람에 고향 시골집으로 돌아와야 했지. 대학도 못 가고 시골에 틀어박힌 지루한 나날 — 보통 사람이라면 그냥 쉬었겠지?

하지만 뉴턴은 달랐어. 이 "강제 휴가" 동안 뉴턴은 인류 역사를 바꿀 생각을 해냈거든.

전설에 따르면, 어느 날 뉴턴은 정원에 앉아 있었어. 그때 사과 한 알이 나무에서 뚝 떨어졌지. 사과가 떨어지는 것은 세상에서 가장 당연한 일이야. 그런데 뉴턴은 이런 질문을 던졌어:

"사과를 당기는 힘이 나무 꼭대기까지만 닿는 걸까? 산꼭대기까지도? 그보다 더 높이? 혹시… 달까지도?"

이것이 물리학 역사상 가장 위대한 질문 중 하나야.

💡 사과 이야기가 진짜인지 꾸며낸 것인지는 확실하지 않아. 하지만 뉴턴의 친구 윌리엄 스튜클리가 뉴턴 본인에게서 이 이야기를 직접 들었다고 기록을 남겼으니, 완전히 지어낸 이야기는 아닌 것 같아!

지금까지 우리는 빙글빙글 도는 물체에는 구심력(안쪽으로 당기는 힘)이 필요하다는 것을 알아봤어. 끈에 매달린 지우개를 돌릴 때는 끈의 장력이, 자동차 커브에서는 마찰력이 구심력 역할을 했지.

그런데 달은? 달은 끈에 묶여 있지도 않고, 도로 위를 달리는 것도 아닌데, 어떻게 지구 주위를 빙글빙글 돌고 있을까?

핵심 질문: "달을 지구 주위에 묶어두는 보이지 않는 끈은 대체 무엇일까?"