가을 하늘이 가슴 저리도록 파란 이유는?
가을 하늘이 가슴 저리도록 파란 이유는?
  • 민석환 / 과학전문가 그룹 펜타스 대표이사, EBS방송 강사
  • 승인 2009.10.16 15:19
  • 수정 2009-10-16 15:19
  • 댓글 0
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가을이 그 깊이를 더해가고 있다. 단풍으로 아름답게 물든 가을 산의 풍경과 높이를 알 수 없는 푸른 하늘은 불현듯 우리의 마음을 애절하게 만들어 버린다. 이 아름다운 풍경 속에서 우리는 너무 숨 가쁘게 살고 있는 것이 아닌가? 가을 하늘이 가슴 저리도록 파란 이유는 무엇일까?

19세기께 영국의 레일리라는 사람이 ‘빛의 산란’이라는 이론을 바탕으로 하늘이 푸른 이유를 처음 언급했다. 태양빛(우리 눈에는  빨주노초파남보의 대표적 색만 인식된다)이 대기를 질서 있게 통과하다가 공기 중에 포함되어 있는 수증기 또는 먼지 등에 부딪치면서 재방출되는 과정에서 빛의 산란이 이루어진다. 빛은 공기 중에서 전파 속력이 거의 비슷하지만 진동수(진동하는 정도)가 다르다.

자외선 근처에 있는 보라색, 파란색은 진동수가 큰 빛이고 적외선 근처에 있는 주황색, 빨간색은 진동수가 작은 빛이다. 보라색, 파란색 빛은 진동수가 크기 때문에 수증기와 먼지 등과 상호 작용하면서 더 많은 보라색과 파란색으로 산란이 일어나게 된다. 보라색은 우리 눈에 자극적이지 않기 때문에 우리는 파란색을 주로 인식하여 하늘이 푸른빛으로 보이는 것이다.

그렇다면 하늘의 색깔은 항상 파란색일까? 그렇지 않다는 것은 누구나 알 것이다. 해가 뜨는 새벽이나 지기 바로 직전인 저녁에는 한낮에 해가 떠 있을 때와는 하늘의 색깔이 다르다. 이것은 태양의 고도에 따라 즉, 빛이 대기를 통과하는 길이에 따라 달라진다. 해가 질 때를 생각해보자. 들어오는 빛이 통과하는 거리가 길기 때문에 파란색은 대기권 입사 초기에 거의 산란되어 퍼져 나가 지면에 도달하지 못하고 진동수가 작은 붉은색 계통의 빛만이 지면에 도달하게 된다. 그래서 하늘이 붉은 색으로 보이는 것이다. 이제야 한낮의 하늘이 파랗게 보이는 이유를 알게 되었다.

그렇다면 구름은 왜 흰색을 띠고 있는 것일까? 내친 김에 조금 더 가보자. 파도의 물보라나 흰 구름은 여러 크기의 물방울로 되어 있다. 크기가 다른 물방울들은 진동수가 다른 빛을 산란시킨다. 큰 물방울은 낮은 진동수인 빨강 쪽의 빛을, 작은 물방울은 높은 진동수인 보라 쪽의 빛을 산란시킨다. 그 결과 모든 빛을 산란시켜 우리에게는 흰색으로 보이게 된다. 초등학교 때 미술선생님이 모든 색의 빛을 합하면 흰색이 된다고 말씀하신 것을 기억하시는지.

이렇게 해서 가을 하늘에 대해 알아보았다. 감상적으로 푸른 하늘의 아름다움을 느껴왔던 전과는 달리 이제 그 이유까지 알고 나니 자연의 오묘한 섭리와 과학적 규칙들이 새삼 더 신비롭게 느껴진다. 바쁜 일상이라 하늘 한 번 제대로 올려다보지 못하고 사는 우리의 현실에 오늘 눈부시게 푸른 하늘을 선물하는 것은 어떨까.

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