이글거리는 태양이 있어도 우주가 까만 이유

태양의 반대쪽에 있는 우주 공간은 어둡다. 게티이미지벵크 제공 

빛은 진동하면서 앞으로만 나아가는 특성이 있습니다. 그런데 이 빛이 공기 중의 질소나 산소, 먼지와 같은 작은 입자들과 부딪히면 사방으로 흩어집니다. 이렇게 빛이 흩어지는 현상을 빛의 산란이라고 합니다.

빛이 나아가다 물체에 부딪힌 뒤 다시 튕겨 나오는 현상은 빛의 반사라고 합니다. 예를 들어 빛이 나아가다 거울에 닿으면 빛은 한 방향으로 고르게 튕겨 나옵니다. 반사된 빛은 그대로 눈에 들어와 우리가 거울을 통해 자신의 얼굴을 볼 수 있게 됩니다.

태양빛은 대기에서 산란하거나 물질에 반사돼 우리 눈에 전달됩니다. 태양빛이 지구의 대기 입자를 통과해 지구로 오는 과정에서 산란이 일어납니다. 푸른빛처럼 빠르고 촘촘하게 진동하는 빛은 다른 색의 빛보다 더 많이 산란돼 하늘이 파랗게 보입니다.

그러나 우주에는 지구처럼 빛을 산란시킬 대기가 거의 없습니다. 빛이 반사될 물질도 거의 없기 때문에 태양빛은 흩어지거나 반사되지 않고 곧게만 나아갑니다. 그 결과 우주에서 태양을 향한 공간은 태양빛으로 환하게 밝지만, 태양을 등지고 있는 공간은 매우 어둡게 보입니다.

태양빛뿐 아니라 우주에는 스스로 빛을 내는 별도 많이 있습니다. 그러나 대부분의 별은 지구와의 거리가 지구와 태양 사이의 거리보다도 훨씬 멉니다. 별에서 나온 빛이 우리 눈까지 도달하기 어렵기 때문에, 스스로 빛을 내는 별이 많음에도 우주는 검고 어둡게 보입니다.

※관련기사
어린이과학동아 12월 15일, [질문하면답해ZOOM] 태양이 있어도 우주가 까만 이유는 무엇인가요?

[손인하 기자 cownina@donga.com]