히읗

종이가 물에 젖으면 왜 쭈글쭈글해지는 걸까

뇌를 채워줄 은덩어리 지식들 은근한 잡다한 지식입니다

일러스트를 이용해 최대한 쉽고 간단하게 내용을 전달하기 위해 노력하고 있습니다

많은 관심과 시청 부탁드리겠습니다

유튜브 채널 은근한 잡다한 지식 가기(클릭)

수업을 들을 때 필요한 교재
여러 가지가 필기된 노트
업무에 필요한 각종 서류들
심심함을 달래줄 책

이런 것들은 모두 종이로 만들어집니다

종이는 물에 젖는 순간 돌아올 수 없는 길을 걷게 됩니다
말려도 원래대로 돌아가지 않고 쭈글쭈글해지기 때문이죠

그래서 이런 것들은 물에 젖지 않게 조심해야 합니다

종이가 물에 젖으면 쭈글쭈글해지는 이유는 무엇일까요

https://youtu.be/EYG_2DNVvZk]

종이의 원료는 식물에서 추출한 셀룰로오스, 리그닌, 펜토산 같은 것들입니다
이것을 합쳐 펄프라고 부르기도 하죠

펄프는 셀룰로오스가 가장 많은 비율을 차지하고 있습니다

물질을 구성하고 있는 분자는 이들 간 서로 끌어당기는 힘이 작용합니다
이 힘을 반데르발스 힘이라고 부르기도 하죠

셀룰로오스는 탄소, 수소, 산소로 이루어져 있는데
반데르발스 힘에 의해 이들이 결합되어 있습니다

이때 수소가 포함된 결합을 수소 결합이라고 부릅니다

그렇기 때문에 종이는 수소 결합에 의해
단단하게 고정된 상태라고 말할 수 있습니다

종이가 물에 젖으면 물이 수소 결합을 깨트립니다
결합이 깨지면 단단하게 고정되지 못하기 때문에
물에 젖은 종이는 쉽게 찢어지는 것이죠

종이는 겉보기에 매끈해보이지만
확대해 보면 각기 다른 모양의 잔가지가 얽혀있는 것처럼 되어있습니다

셀룰로오스는 물을 흡수하는 성질이 있는데
물을 흡수하면 굵기가 굵어집니다

그런데 모양이 제각각이기 때문에 굵어지는 정도도 다르죠

이후에 물이 마르면서 원래의 모양을 찾아가야 하는데
굵어지는 정도가 달랐기 때문에 마르는 시간도 달라
빨리 마른 셀룰로오스부터 수소 결합이 이루어집니다
그래서 원래의 모양대로 마르는 것이 아니라 쭈글쭈글해지는 것입니다

종이나 책이 물에 젖었을 땐
마른 수건을 이용해 물기를 최대한 없앤 뒤
냉동실에 하루정도 넣었다 꺼내는 방법을 사용하면
그나마 원래의 모양으로 돌아올 수 있다고 합니다

아무리 복잡한 미로라도 쉽게 푸는 방법

뇌를 채워줄 은덩어리 지식들 은근한 잡다한 지식입니다

일러스트를 이용해 최대한 쉽고 간단하게 내용을 전달하기 위해 노력하고 있습니다

많은 관심과 시청 부탁드리겠습니다

유튜브 채널 은근한 잡다한 지식 가기(클릭)

https://youtu.be/wnCvU32-TxY

입구에서 출구로 가는 길이 복잡하게 되어있는 퍼즐을
미로라고 합니다

수많은 갈림길과 마주해야 하기 때문에
복잡할수록 탈출하는 게 힘들어집니다

그런데 사실 미로는 어떻게 만들어졌는지
그 원리만 알면 복잡한 미로라고 해도
생각보다 쉽게 탈출할 수 있습니다

어떤 물체의 성질을 연구하는 학문을 위상수학이라고 합니다

위상수학에서는 구멍을 뚫거나 새롭게 연결하지 않고
물체를 구부리고, 늘이고, 줄여서 변형시킨 것은
변형시키기 이전과 같은 성질을 가지고 있다고 봅니다

예를 들어 원, 세모, 네모 모양의 찰흙이 있다고 해봅시다
이들은 각각 다른 물체이지만
원 모양의 찰흙을 만져 세모로, 네모로 만드는 것이 가능하기 때문에
위상수학에서는 이들이 모두 같은 성질인 것으로 봅니다

이것과 관련해선 과거 은잡지 영상인 빨대의 구멍은 몇 개인가에서
더 자세히 확인할 수 있습니다

여기 하나의 선이 있습니다
이 선으로 미로는 만들 수 없지만 막다른 길은 만들 수 있습니다

그렇기 때문에 미로를 만들기 위해선 두 개의 선이 필요하죠

여기 두 개의 선이 있습니다
두 개의 선으로 통로를 만들어 봅시다
입구에서 출구로 가려면 앞으로 쭉 가면 됩니다

이 선을 약간 변형시켜 이런 통로가 있다고 하면
앞으로 쭉 가다 위로 올라가면 됩니다

조금 더 변형시켜 이런 통로가 있다고 하면
앞으로 쭉 가다 갈림길에서 아래로 가지 말고
위로 올라가면 됩니다

아래가 막혀있다는 정보는 어디서 왔을까요
눈으로 보이는 것도 있지만
앞에서도 말했던 것처럼 하나의 선으로는
막다른 길밖에 만들 수 없기 때문입니다

결국 미로는 두 개의 선을 복잡하게 변형시켜 만든 것이라고 할 수 있습니다
즉 두 개의 선으로 이루어진 간단한 통로와
복잡한 미로는 위상수학상 같은 성질을 가지고 있다고 할 수 있죠

그렇기 때문에 두 개의 선 사이로만 간다면
아무리 복잡한 미로라고 해도 단 한 번의 막힘없이 풀어낼 수 있습니다

물론 그러기 위해선 선을 구분하는 사전 작업이 필요합니다
컴퓨터를 이용해 미로를 푼다면 굉장히 쉽게 구분할 수 있는데

포토샵이나 그림판에 미로를 가져온 뒤 페인트 툴을 이용해
선을 구분할 수 있게 색을 채워줍니다

그럼 두 개의 선으로 나누어져 있다는 게 확실히 보입니다

이렇게 되었다면 이제 두 개의 선 사이로만 가면 됩니다
이러면 절대 막히지 않고 출구까지 쉽게 갈 수 있습니다

아무리 복잡한 미로라고 해도
이 방식대로 하면 굉장히 쉽게 미로를 풀 수 있습니다

가끔 이렇게 색이 채워지지 않는 선이 있는 미로도 있는데
두 개의 선 사이에 장애물이 있는 것이라고 생각하면 됩니다

갈림길이 나왔을 때 어느 쪽으로 가도 다시 돌아오기 때문에
색이 다른 두 개의 선 사이로만 가는 규칙을 지킨다면
역시 쉽게 풀 수 있습니다

만약 입구와 출구가 여러 개인 경우엔
그 수에 맞게 색을 채우기만 한다면
같은 방법으로 풀 수 있습니다

색을 채울 수 없는 상황이라면
정석적인 풀이 방법인 우수법이나 좌수법을 사용하면 됩니다

한쪽 벽에 손을 대로 계속 따라가는 것으로
우수법은 오른쪽에 있는 벽에 손을 대고 계속 따라는 것이고
좌수법은 왼쪽에 있는 벽에 손을 대고 계속 따라가는 것입니다

결국 미로는 두 개의 선으로 이루어져 있기 때문에
이런 방법이 통하는 것입니다

우수법과 좌수법은 실제 미로에서도 사용할 수 있지만
시간이 오래 걸린다는 것과 입구부터 사용해야 한다는 단점이 있습니다

내가 갔던 길에 표시를 하면서 미로를 푸는 방법도 있는데

갈림길이 나왔을 때 지금 가는 방향에 표시를 해두고
이후에 다시 그 갈림길로 돌아온다면
최대한 표시가 없는 쪽으로 갑니다

만약 표시가 있는 쪽을 한 번 더 지났다면
길이 없다는 뜻이니 그쪽으로 들어가지 않게
새로운 표시를 남겨 경우의 수를 줄여나가면
출구로 가는 길을 찾을 수 있습니다

이 방법을 트레모 알고리즘이라고 부르기도 합니다

미로는 그저 복잡한 길을 찾는 퍼즐일 것이라 생각했지만
그 풀이 과정에는 수학적 비밀이 숨겨져 있었습니다

인류 역사상 가장 끔찍한 처형 도구 캐서린 바퀴

뇌를 채워줄 은덩어리 지식들 은근한 잡다한 지식입니다

일러스트를 이용해 최대한 쉽고 간단하게 내용을 전달하기 위해 노력하고 있습니다

많은 관심과 시청 부탁드리겠습니다

유튜브 채널 은근한 잡다한 지식 가기(클릭)

https://youtu.be/cVdL0AFoQMg

287년 알렉산드리아의 상류층 집안에서 태어난 캐서린(카타리나)은
어렸을 때 성모 마리아와 아기 예수의 환상을 보고
기독교인이 되기로 결심하게 됩니다

당시 로마 제국에서는 많은 기독교인들이
종교의 가르침을 이유로 병역을 거부하고 있는 상황이었습니다

이런 세력이 점점 커지자 로마 제국의 황제였던 막센티우스는
교회를 파괴하고 성경을 태우기도 하고
기독교인들을 고문하거나 강제노동시키는 식으로
기독교를 박해하기 시작했습니다

기독교인이 된 캐서린은 막센티우스의 이런 행동을 보고
그의 잔인함을 이야기하며 강하게 비판했는데

여기에 감명을 받은 일부의 사람들은
기독교로 개종하기도 했습니다

이것을 막기 위해 막센티우스는 지식인들을 불러
캐서린과 이른바 종교 랩 배틀을 했는데
결과는 지식인들의 완패
심지어 이들 중 일부는 기독교인이 되기도 했습니다

캐서린의 영향력이 점점 커지자
막센티우스는 그녀를 가두고 고문하기도 했지만
캐서린의 신앙심은 점점 커질 뿐이었습니다

막센티우스는 캐서린을 굶어 죽이려고 헀지만
하늘에서 내려온 비둘기가 그녀에게 음식을 주기도 했으며
천사가 내려와 상처를 치료해 주기도 하고
예수가 직접 내려와 계속 싸우라고 말하기도 했다고 합니다

결국 막센티우스는 캐서린을 처형시키는데
이때 못이 박힌 바퀴에 몸을 찔러 죽이는 형벌을 명령했습니다

하지만 이것으로 캐서린을 죽일 수 없었습니다
캐서린이 바퀴에 손을 대자 바퀴가 산산조각 났기 때문이죠

이후 캐서린은 참수형을 받아 사망하게 되는데
목이 잘린 순간 붉은 피가 아니라 하얀 우유 같은 것이 쏟아져 나왔다고 합니다

여기서 이름을 따 바퀴 모양의 처형 도구를
캐서린 바퀴라고 부르고 있습니다

물론 이것은 이야기로만 전해질뿐
캐서린이라는 사람이 실제로 살아있었는지에 대한 기록은 없다고 합니다

게다가 캐서린은 305년에 사망한 것으로 되어있는데
막센티우스는 306년부터 로마 제국의 황제였습니다

심지어 막센티우스는 기독교를 박해하지 않았다고 합니다

당시 로마 제국에는 막센티우스 말고 또 다른 황제인
콘스탄티누스 1세가 있었습니다

콘스탄티누스는 기독교를 정식 종교로 인정한 것으로 유명한데
아마도 이것 때문에 기독교에서 콘스탄티누스를 더 부각시키고
막센티우스를 폭군으로 만들기 위해
캐서린이라는 인물을 만들어낸 것이 아닌가 추측하고 있습니다

하지만 캐서린 바퀴는 실제로 사용되던 처형 도구입니다
특히 중세 시대에 많이 사용되었는데

실제 마차에 사용되던 바퀴와 같은 모양이었으며
바퀴에 죄수를 묶어놓고 심하게 때려
팔다리를 부러트리는 식이었습니다

그리고 바퀴를 굴려 고통을 줬는데
바퀴 아래에 못이 박힌 나무판자를 두기도 했으며
물이나 불을 둬 고문을 하기도 했습니다

상대적으로 약한 범죄를 저지른 사람은
머리부터 고통을 줘 즉사시켰지만

흉악 범죄를 저지른 사람은 다리부터 고통을 줘
서서히 죽게 만드는 경우도 있었다고 합니다

캐서린 바퀴를 이용한 처형은 공개적으로 이루어지기도 했는데
사람들에게 굴욕적인 모습을 보여줘 모욕감을 느끼게 함과 동시에
굉장히 잔인했기 때문에 일반 대중들에게 공포심을 주기도 했습니다

때리고 고문을 했는데도 죄수가 죽지 않으면
그대로 바퀴에 묶어 방치했다고 합니다

시간이 지나 결국 죽게 되는 경우도 있었고
야생동물에게 뜯겨 고통스럽게 죽는 경우도 있었습니다

형벌을 받다 바퀴에서 떨어지거나 바퀴가 부서지면
신이 개입한 것으로 해석해 처형식을 멈추는 경우도 있었다고 합니다

캐서린 바퀴는 프랑스, 미국, 스웨덴, 러시아, 독일 등
굉장히 여러 나라에서 사용된 처형 도구인데

1800년대에 들어서 인권 문제로 사용이 금지되다
1841년 프로이센에서 사용된 것을 끝으로
역사 속으로 사라지게 되었습니다

캐서린 바퀴는 캐서린이라는 사람이
실제로 존재했는지에 대한 의문이 있기 때문에
처형 바퀴, 고문 바퀴, 브레이킹 휠이라고 부르기도 합니다