조수의 원인은 달의 인력 때문인데 왜 달보다 4시간 정도 뒤쳐져서 발생할까?

중력은 정지한 물체든 운동하는 물체든 언제 어디서나 즉시 작용해야 정상적으로 작동할 수 있다. 실제로 지구 상공에서 물체를 자유낙하 시키면 지구와의 거리와 상관없이 중력의 효과가 1초도 안돼서 즉시 나타난다. 그런데 바다의 조수가 달의 인력 때문이라면 달이 정상에 떠 있을 때에 만조가 발생해야 하는데 왜 4시간 늦게 발생할까?

먼저 중력의 개념을 정확하게 다시 알아보면 중력은 중력 가속도와 구분할 수 없으므로 동일한 것으로 봐야 한다. 특히 운동하는 물체에 대해 발생하는 중력은 중력가속도로 대체하여 적용하는 것이 이해가 보다 용이하다.

달의 인력, 즉 달의 중력가속도는 관성력이다. 관성력은 움푹 파인 구덩이로 물체가 굴러 떨어지는 현상과 비교할 수 있다. 관성력에 의해 물체가 구덩이로 떨어질 때 구덩이 가장자리에서 구덩이 중심부 제일 깊은 곳까지 떨어지는 데는 얼마간의 시간이 소요된다. 이를테면 하루 중 지구에서 태양이 가장 가까운 때는 정오이지만 온도가 가장 높아서 제일 뜨거운 시간은 오후 2시쯤이 되어 약 2시간 정도가 차이 난다. 온도 현상도 이러한 시간 지연이 발생하는데, 행성들이 회전하는 관성력에 의해 발생하는 중력가속도도 시간지연이 발생하는 것은 당연한 이치이다.

달의 인력에 의한 중력가속도가 바다의 조류에 영향을 미쳐 주소 간만의 차가 발생한다는 것은 우리가 잘 알고 있다. 달과 지구가 가까울수록, 즉 달의 공전이 근일점이 될수록 인력이 약하기 때문에 조수간만의 차가 작은 소조기가 발생한다. 이때 정확히 근일점이나 원일점에서 간조나 만조가 발생해야 하지만 달의 중력가속도에 의한 관성에 의해 간조와 만조의 시간대가 지연하여 발생하는 것이다.