그림자는 왜 생길까? 내 그림자가 길어졌다 짧아졌다 하는 이유

그림자는 왜 생길까? 내 그림자가 길어졌다 짧아졌다 하는 이유

어릴 적 맑은 날, 내 뒤를 졸졸 따라다니는 그림자를 밟으며 놀았던 기억이 있으신가요? 혹은 아침에는 키다리 아저씨처럼 길쭉했던 내 그림자가 점심때가 되니 발밑에 동그랗게 모여 있는 것을 보고 신기해한 적은 없으신가요? 도대체 그림자는 왜 생기는 것이고, 왜 제멋대로 길어졌다 짧아졌다 하는 걸까요? 오늘은 이 아주 일상적이지만 신비로운 현상에 대해 누구라도 쉽게 이해할 수 있도록 파헤쳐 보겠습니다.

그림자는 어떻게 만들어질까요?

1. 빛의 고집스러운 직진 본능

모든 그림자의 시작은 '빛'입니다. 빛은 마치 자를 대고 그은 선처럼 무조건 똑바로 나아가는 성질이 있습니다. 이를 '빛의 직진'이라고 부릅니다. 어두운 방에서 손전등을 켜면 빛이 한 줄기로 쭉 뻗어 나가는 것을 본 적이 있을 겁니다. 바로 이 고집스러운 직진 본능이 그림자를 만드는 첫 번째 비밀입니다. 빛은 장애물이 없는 한 영원히 직진만 합니다.

2. 빛을 가로막는 방해꾼의 등장

이렇게 곧게 나아가던 빛 앞에 만약 불투명한 물체가 나타나면 어떻게 될까요? 예를 들어, 빛이 사람이나 나무, 건물처럼 통과할 수 없는 물체를 만나는 것입니다. 빛은 이 '방해꾼'을 뚫고 지나가지 못하고 그대로 막히게 됩니다. 바로 이 순간, 빛이 도달하지 못하는 물체의 등 뒤편에 어두운 영역이 생기는데, 이것이 바로 우리가 '그림자'라고 부르는 것의 정체입니다.

그림자 길이가 변하는 비밀, '이것' 때문입니다

1. 해가 높이 뜰수록 그림자는 짧아져요

햇볕이 쨍쨍한 한낮, 정오쯤에는 그림자가 가장 짧아집니다. 그 이유는 빛을 내는 태양이 우리 머리 바로 위에 높이 떠 있기 때문입니다. 마치 천장에 달린 전등 바로 아래에 서 있는 것과 같습니다. 빛이 거의 수직으로 내리쬐기 때문에, 그림자는 내 몸에 가려져 발밑에 아주 작게 생기거나 거의 보이지 않게 됩니다. 그래서 그림자밟기 놀이를 하려면 한낮은 피하는 것이 좋습니다.

2. 해가 낮게 뜰수록 그림자는 길어져요

반대로 해가 막 떠오르는 아침이나, 서서히 지기 시작하는 오후에는 그림자가 매우 길어집니다. 이때 태양은 하늘 높이가 아닌, 지평선 가까이에 낮게 떠 있습니다. 이렇게 옆쪽에서 비스듬하게 빛이 오기 때문에, 내 몸이 가리는 빛의 영역이 길게 땅바닥으로 늘어지게 됩니다. 멀리서 손전등을 비추면 그림자가 길게 생기는 것과 같은 원리입니다. 그래서 아침과 저녁에는 거인처럼 긴 그림자를 만날 수 있습니다.

그림자를 통해 세상을 읽는 방법

1. 그림자로 시간을 읽는 '해시계'

옛날 사람들은 이렇게 그림자의 길이와 방향이 시간에 따라 규칙적으로 변하는 것을 발견했습니다. 그리고 이 원리를 이용해 인류 최초의 시계 중 하나인 '해시계'를 만들었습니다. 막대기 하나의 그림자가 이동하는 것을 보고 지금이 몇 시쯤인지 알 수 있었던 것입니다. 예를 들어, 그림자가 가장 짧아지는 때를 '정오' 즉, 낮 12시로 정했습니다. 그림자는 단순한 현상이 아니라 시간을 알려주는 중요한 도구였습니다.

2. 내 그림자는 나를 닮았어요

그림자의 모양은 빛을 가로막은 물체의 외곽선, 즉 실루엣과 똑같습니다. 내가 팔을 들면 그림자도 팔을 들고, 내가 뛰면 그림자도 함께 뜁니다. 이것은 그림자가 빛이 막혀서 생긴 '2차원 평면 이미지'이기 때문입니다. 3차원인 내 몸이 빛을 막아 땅이라는 2차원 평면에 그 모습이 그대로 투영되는 것이죠. 그래서 그림자는 언제나 빛을 가로막은 주인을 정직하게 따라다니며 그 모습을 흉내 냅니다.

결론

결론적으로 그림자는 빛이 직진하다가 물체에 막혀 생기는 '빛의 부재' 현상입니다. 그리고 그림자의 길이는 빛을 내는 태양의 높이, 즉 '각도'에 따라 달라집니다. 해가 높으면 그림자는 짧아지고, 해가 낮으면 그림자는 길어집니다. 이처럼 우리 주변의 당연하게 여겼던 현상 속에는 흥미로운 과학 원리가 숨어있습니다. 다음번에 맑은 날 밖을 나선다면, 내 발밑의 그림자를 보며 해의 위치를 한번 가늠해보는 것은 어떨까요?