태양열은 어떻게 우주공간으로 퍼질 수 있는 것일까요?
우주공간은 텅 빈 아무것도 없는 진공상태입니다. 아무것도 없는 공간에서는 상식적으로 열은 전도되지 못합니다. 그런데 어째서 태양열은 전달이 되어버리는 것일까요? 그게 아니라면 원래는 태양열은 전달이 되지 않고 있고 다른 어떤 작용에 의해 열이 만들어 지는 것이란 말일까요?
태양열의 전달 방식
열의 전달방식에는 세 종류가 있다고 학교에서 배운 적이 있을 것입니다. 바로 전도, 대류, 복사입니다. 전도는 그 중에서도 쉽습니다. 쇠 막대기의 끝에 불을 대어보면 직접 가열되지 않은 다른 쪽도 뜨거워 진다는 것을 알 수 있습니다. 바로 금속을 통해서 열이 전달되기 때문입니다. 여기서 포인트는 금속봉을 구성하는 금속입자는 움직이지 않았다는 점입니다. 금속입자는 고정되어 있음에도 열만은 금속입자를 통해서 전달됩니다. 물질은 이동하지 않음에도 열이 물질을 통해서 움직이는 것입니다.
대류는 뜨거워진 일부분이 다른 곳으로 이동하는 현상입니다. 전형적인 예가 주전자로 물을 끓일 때입니다. 물을 끓이면 주전자 바닥에서 가열되어 뜨거워진 물이 상층으로 이동하게 됩니다. 이것을 반복하게 되면 주전자 안의 모든 물이 열을 지니게 됩니다.
물체가 움직여서 열을 전달하는 것이 대류, 물체가 움직이지 않고 내부로 열이 전달되는 것이 전도입니다. 금속이라고 하더라도 용광로 속에서 액체 상태가 된 상태에서는 대류가 일어납니다. 하지만 물질이 없다면 전도나 대류는 발생하지 않습니다. 그러므로 진공의 우주공간을 통해서 지구로 도달하는 태양열은 전도나 대류가 아닌 것입니다. 이것은 복사라고 해야합니다. 예를 들자면 시뻘겋게 달아오른 후라이팬 조금 위에 손바닥을 올려보면 열을 느낄 수 있습니다. 이것은 공기의 대류로 인해 손에 열을 전달하는 것이 아닙니다. 후라이팬에서 직접 전달되는 열인 것입니다. 이것이 복사입니다. 대류나 전도는 물질이 없으면 일어나지 않지만 복사는 물질이 있든지 없든지 일어나는 현상입니다.
복사의 정체는 전자파입니다. 전자파이기 때문에 진공상태에서도 전달되는 것입니다. 빛도 전파도 전자파의 일종입니다. 전자파는 주파수에 따라서 에너지를 지니는데, 열도 에너지의 한 형태이기 때문에 전자파로 전달될 수 있습니다. 태양열도 빛도 진공을 뚫고 옵니다. 우주공간에는 전자파를 차단하는 물질이 없습니다. 우주가 바로 진공이기 때문에 태양열과 빛이 지구까지 올 수 있다고 할 수 있습니다. 햇볕을 쬐면 열이 느껴집니다. 이것은 후라이팬에서 열기를 느끼는 것과 같은 이유이며 태양으로부터의 복사열인 것이다.
