기조력(조석력)에 의해 달 반대쪽 바다가 볼록해지는 이유

기조력(조석력)은 중력(만유인력)에 의해 생기는 효과로, 물체(또는 천체)에 작용하는 힘이 거리에 따라 달라지기 때문에 생기는 효과이다.

예를 들어 지구와 달이 있을 때, 달에 의한 중력이 지구에도 작용한다. 달이 지구를 잡아당긴다는 것이다. 이 때, 달과 가까운 부분은 중력이 크고 달과 반대쪽인 부분은 중력이 작다. 고등학교에서 배운 만유인력 공식을 생각해보면 된다. 중력(만유인력)은 거리의 제곱에 반비례하기 때문에 크기를 무시할 수 없는 스케일에서는 물체의 각 부분이 받는 중력의 크기가 달라지고, 이 이유로 기조력이 발생하는 것이다. 지구 중력에 의해 서 있는 사람의 발과 머리에 작용하는 크기가 달라지겠지만, 그 크기는 무시할만 하다.(하지만, 블랙홀 근처와 같이 중력이 아주 큰 경우에는 무시할 수 없다. 블랙홀 근처에서는 중력의 크기가 거리에 따라 기하급수적으로 커지고, 사람 몸 스케일에서도 크기를 무시할 수 없을만큼 커지게 되면 참사가 일어날 것이다.)

그리고 중력과 기조력의 중요한 차이 중 하나는 중력은 거리의 제곱에 반비례하지만, 기조력은 세제곱에 반비례해 작아진다.

처음 질문으로 돌아가서 달을 향한 면의 바다와 달 반대쪽 바다가 볼록해지는 이유는 세 구역으로 나눠 생각해보면 간단히(?) 생각해볼 수 있다.
배치 : (달)      (달을 향한 면의 바다) (지구) (달 반대면 바다)
달에 의한 힘 :         <---                  <--            <-

달을 향한 면의 바다는 지구보다 더 많이 당겨지게 되고 그래서 달 쪽으로 볼록해진다. 그리고 달 반대면 바다가 볼록해지는 것은 지구가 달 반대면 바다보다 더 많이 당겨져서 달 반대면 바다를 놓고 좀 더 달 쪽으로 이동해서 볼록해졌다고 볼 수 있다.

<참고>
위키피디아 : https://en.wikipedia.org/wiki/Tidal_force
과학하고 앉아있네 팟케스트 시즌8, 에피소드1