제2권 · Chapter 2 · 섹션 2

운동량

2-2. 운동량 보존법칙

우주에서 절대 사라지지 않는 것

로켓은 대체 무엇을 밀고 나아가는 걸까?

우주 공간을 상상해 보자. 진공이다. 공기도 없고, 밀고 설 바닥도 없다. 그런데 로켓은 앞으로 나아간다. 도대체 무엇을 밀어서 앞으로 가는 걸까?

"연료를 태워서 나아간다"고 답할 수 있다. 하지만 그건 에너지 이야기일 뿐이다. 에너지가 있다고 해서 저절로 방향이 생기지는 않는다. 에너지가 아무리 많아도, 우주 한가운데에서 밀 것이 아무것도 없다면 어떻게 전진하는가?

또 하나의 수수께끼. 얼어붙은 호수 한가운데에 두 사람이 서 있다. 마찰이 전혀 없는 완벽한 빙판이다. 한 사람이 다른 사람을 밀었다. 그러면 밀린 사람만 움직일까? 아니다. 미는 사람도 반대 방향으로 미끄러진다. 둘 다 가만히 있다가, 둘 다 움직이기 시작하는데 — 이 상황에서 "변하지 않는 양"이 있을까?

이 질문들에 대한 답이 바로 운동량 보존법칙이다. 에너지 보존법칙과 함께 물리학에서 가장 강력하고 아름다운 원리 중 하나. 그리고 놀랍게도, 이 법칙은 우리가 이미 배운 뉴턴의 법칙 안에 처음부터 숨어 있었다.