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지구에서 달까지의 거리는 얼마일까. 지구 중심에서 달 중심까지의 평균거리는 38만5천km라고 알려져 있다. 그런데 한 과학자가 이 거리를 5년 동안 mm의 정확도로 재겠다고 나서서 화제가 됐다. 주인공은 미국 워싱턴대의 천문학자 톰 머피 박사로 지난 1월 16일 영국 BBC뉴스에 소개됐다.

현재 달까지의 거리 오차는 2cm 정도인데, 이를 기술적으로 가능한 정확도까지 높이겠다는 것이 머피 박사의 목표다. 그가 실험에 동원할 장비는 뉴멕시코 아파치포인트의 거대 망원경과 달 표면의 반사경들, 그리고 강력한 레이저다. 달 표면에는 미국의 아폴로 11호를 비롯한 다양한 달착륙 미션을 통해 반사경들이 여러대 설치됐는데, 이들은 빛을 반사하는 특별한 프리즘 수백개씩으로 각각 구성된다.

레이저의 빛 ‘총탄’을 망원경으로 달 표면에 설치된 반사경을 향해 조준한다. 이때 빛이 달까지 갔다가 돌아오는 시간을 재서 지구에서 달까지의 거리를 구할 수 있다. 원리는 간단해 보이지만, 실제로는 쉽지 않은 작업이다. 달 표면에 있는 반사경은 여행가방 정도 크기라 ‘사격 솜씨’가 특출해야 하기 때문이다. 머피 박사는 “달에 도착한 광자 3천만개 중 하나만이 반사경에 부딪칠 것”이라며 “이는 복권에 당첨될 확률과 같다”고 말했다.

정확히 거리를 결정하는 이 프로젝트를 통해 가장 세밀한 중력 실험을 할 수 있다. 다른 구성물로 된 천체들이 정말 중력장에서 똑같은 속도로 가속되는지, 우주가 팽창함에 따라 중력이 약해지는 신호가 있는지 등을 테스트할 계획이다. 또 현재 달이 지구로부터 매년 수cm씩 멀어진다고 알려져 있는데, 이 멀어지는 정도를 좀더 정확히 측정할 수 있다.