히읗

- 과학으로 알아보는 앤트맨의 원리 -

다들 어벤져스 인피니티 워는 재밌게 보셨나요?

충격적인 결말 덕분에 어벤져스 인피니티 워2를 기다리시는 분들이 정말 많을 것 같네요

그런데 인피니티 워2가 나오려면 아직 한참 남았죠..

그동안 마블은 새로운 영화를 출시하면서 떡밥을 뿌릴 겁니다

첫 출발이 바로 7월 4일에 개봉하는 앤트맨과 와스프죠

그래서 저는 이번에 개봉하는 앤트맨과 와스프를 엄청 기대하고 있습니다!

과연 어떤식으로 어벤져스, 타노스와 연결될 수 있을지

앤트맨은 크기를 자유 자재로 바꿀 수 있는 마블의 히어로인데요

기존의 히어로와는 컨셉이 좀 다르죠

캡틴 아메리카, 헐크 처럼 약물의 힘을 빌려서 히어로가 된 케이스입니다

이런 걸 보면 아이언맨은 정말 대단한 것 같네요

앤트맨이 크기를 조절할 수 있는 이유는 바로 핌 입자 덕분입니다

행크 핌이 처음 발견했기에 핌 입자라고 불리는데

처음에는 작게만 할 수 있었는데

이후에 크게 만드는 것도 가능해졌습니다

앤트맨 영화를 보면 앤트맨이 뭔가 작은 물체를 던져서

크기를 키우거나 줄이는 장면을 볼 수 있습니다

이것의 이름은 정확하게 나오지 않지만 핌 입자 디스크로 불립니다

핌 입자가 탑재되어 있어 물건에 부착되는 것만으로 그 기능이 발휘 되죠

빨간색은 작게 파란색은 크게 만들어줍니다

그런데 현실 세계에서도 앤트맨처럼 몸이 작아질 수 있을까요?

결론부터 이야기하면 가능성이 아에 없는 것은 아니라고 합니다

우리 주변에는 수많은 물체가 있죠

이 물체를 자세히 들여다봅시다

원자속의 핵과 전자의 상호작용이 구성을 이뤄 결합하고

분자를 이룹니다 분자들은 모여서 물질이 되고

물질은 모여서 물체가 되죠

이것에 대해 예외는 없습니다

즉 우리 몸도 깊숙히 들어가면 결국 원자로 이루어져 있다는 것이죠

원자의 크기는 10-10m

구분하기 쉽게 100피코미터라고 하겠습니다

(피코미터는 10-12m 입니다)

원자 중앙에는 원자보다 훨씬 더 작은 10-15m

즉 0.001피코미터 크기의 핵이 있습니다

핵을 뺀 나머지 공간 만큼은 비어있습니다

바로 여기가 핵심입니다

물론 이 공간은 우리 눈으로 절대 볼 수 없습니다

하지만 원자의 입장에서 본다면 이 공간은 절대 작은 공간이 아니죠

그렇다면 이 공간을 줄일 수 있다면 어떨까요?

마치 테트리스를 하는 것과 같죠

공간을 채울 수만 있다면 여유 공간이 더 많이 생기기 때문에

더 많은 블럭이 들어갈 수 있겠죠?

자 이제 우리도 앤트맨이 될 수 있습니다

이 기술이 있다면 말이죠

물론 될 수만 있습니다

앤트맨이 되자마자 무슨일이 일어날지는 장담할 수 없습니다

왜냐하면 질량 보존의 법칙 때문이죠

슬슬 머리가 아파옵니다

원자, 핵 이런 단어를 들을 때부터 어려웠는데 이제는 질량 보존의 법칙이라니

질량 보존의 법칙은 물체가 어떤 형태가 되더라도 질량이 보존되어야 한다는 법칙입니다

예를들어서 우리의 몸무게가 60kg이라고 합시다

그러면 우리가 앤트맨이 되어서 몸이 작아져도

몸무게는 여전히 60kg이어야 하는 것이죠

몸이 작아졌으니 몸무게도 줄어드는 것 아니야?

생각했다면 그것은 틀린 생각입니다

그럼 여기서 앤트맨을 다시한번 생각해봅시다

앤트맨은 영화에서 앤토니라고 부르는 개미를 타고 날라다녔습니다

????

이상하죠?

앤트맨이 되어도 몸무게는 똑같을텐데

개미는 어떻게 이 몸무게를 버틸 수 있을까요

E=mc2 들어본 적 있을 수도 있습니다

아인슈타인의 특수상대성 이론에 나오는 공식인데요

몸무게를 줄이고 싶다면 질량을 에너지로 바꿔야하는 것이죠

이것을 질량 에너지 등가라고 합니다

토가 나올 것 같지만 조금만 참아봅시다 다왔습니다

우리 몸무게에서 1kg만 에너지로 바꿨을 때

어느정도의 에너지가 나오는지를 계산한 것입니다

이것을 이해하거나 외워야 할 필요는 없습니다

그냥 결과값만 보면 됩니다

9x10(16)J이 나왔지만

계산이 편하게 앞에 9는 빼고 생각해보겠습니다

10의 16승은 10000000000000000J

이것은 1만TJ(테라줄)입니다

(테라줄 = 10의 12승)

1만 테라줄은 어느정도의 에너지냐 하면

히로시마 원자폭탄이 92테라줄의 에너지를 가지고 있다고 합니다

히로시마 원자폭탄이 92테라줄인데 몸무게 1kg만 줄여도 나오는 에너지가 1만 테라줄..?

원자폭탄이 약 100개 떨어지는 에너지랑 비슷합니다.. 맙소사

앤트맨은 이렇게 어마어마한 힘을 숨기고 있는 것일까요?

우리가 앤트맨으로 변하기 위해서 몸무게를 줄이면

그 순간 폭발하는 에너지 때문에 지구가 터져버릴 수도 있겠네요..

지구를 지키기 위해 히어로가 되었는데

지구를 터쳐버리다니

긍정적으로 생각하면 어쨌든 지구는 지킨 것일까요

나쁜 사람들도 다 죽여버렸을테니까요

그럼 앤트맨은 어떻게 지구를 터트리지 않고 무사히 작아질 수 있는 것일까요?

이것에 대해선 영화에서 정확하게 나오진 않지만

비밀은 슈트에 있는 것으로 보여집니다

행크 핌이 앤트맨으로 변신할 때 헬멧을 절대적으로 쓰고 있으라고 했는데

바로 이런 이유인 것 같습니다

앤트맨으로 변하면서 질량은 에너지로 바뀌고

그 에너지는 슈트가 잡아주는 것이죠

앤트맨 영화를 보면 몸이 작아졌는데도 불구하고(가벼워졌는데)

덩치가 큰 적들과 잘 싸울 수 있습니다

이것은 슈트가 에너지를 가지고 있다가 순간적으로 방출하면서 싸우기 때문이 아닐까 생각되네요

공간을 줄일 수 있는 기술

에너지를 잡아줄 수 있는 슈트

이 두가지만 개발할 수 있으면 우리도 앤트맨이 될 수 있습니다

개미랑 소통하는 일은...

잘 모르겠네요

개미 전문가 베르나르 베르베르가 잘 알지 않을까요?

매운맛은 맛이 아니다

우리가 느낄 수 있는 맛 중에서 어떤 맛을 가장 좋아하시나요?

아이스크림, 초콜릿, 사탕처럼 단맛?

감자튀김, 라면, 팝콘처럼 짠맛?

오렌지같은 과일처럼 신맛?

아메리카노를 먹을 때 느낄 수 있는 쓴맛?

원래 우리가 느낄 수 있는 맛은 단맛, 짠맛, 신맛, 쓴맛 4가지였지만

최근에는 감칠맛이라는 새로운 맛이 추가되었습니다

감칠맛은 조개, MSG, 버섯, 미역에 많이 들어있는 맛입니다

제가 이야기한 맛 이외에 매운맛을 좋아하시는 분들이 계실수도 있는데요

정확히 말하면 매운맛은 맛이 아닙니다

우리가 매운맛하면 바로 생각나는 떡볶이, 불닭 볶음면, 닭발같은 음식에서 느낄 수 있는 맛인데

정확히 말하면 이것은 맛이 아니라 통각이라고 합니다

통각은 가시에 찔리거나 부딪혔을 때 세포가 느끼는 아픔인데요

통각이라는 말이 조금 어려우면 통증이라는 말은 어떨까요?

사람의 혀는 단맛, 짠맛, 신맛, 쓴맛, 감칠맛 총 5가지 맛을 느낄 수 있습니다

예전에는 과학책에 맛의 지도라고 해서 혀의 어느부분에선 단맛을 어떤 부분에선 짠맛을 느낄 수 있다

이런식으로 가르쳤지만 실제로 그 부위가 아니더라도 맛을 느낄 수 있기에

그 지도가 최근에는 잘못된 것이라는 이야기가 있습니다

어쨌든 혀가 느낄 수 있는 5가지 맛은 미각세포가 느끼는 것인데요

매운맛은 맛이 아니라 통증이기 때문에 미각세포가 아닌 통각세포가 이것을 느낍니다

매운 음식을 먹으면 입안이 얼얼해지고

고통이 느껴지는 이유가 바로 이것 때문입니다

매운 음식을 잘 먹는 사람들은 이 통각세포가 둔해서

그 고통을 잘 느끼지 못하는 것이죠

이 세포는 경험을 하면 할수록 적응이 되기 때문에

매운맛을 잘 먹지 못했던 사람이라도 계속해서 매운맛을 먹어주면 세포가 둔해져

매운 음식을 잘 먹을 수 있습니다

매운 음식은 한번 먹었을 땐 너무 괴롭지만

시간이 지나면 생각나고 또 생각나고 계속 땡기는데요

이것은 매운 음식을 먹으면 엔돌핀이 분배 되면서 기분이 좋아지기 때문입니다

매운 음식을 먹었을 때 어떤 음식은 매운맛이 오래가고 어떤 음식은 금방 사라지는 경우가 있습니다

와사비, 마늘, 양파처럼 매운맛이 금방 사라지는 것을 휘발성 매운맛

고추, 생강처럼 매운맛이 지속되는 비휘발성 매운맛으로 나눠지기 때문이죠

매운 음식을 먹었을 때 어떤식으로 고통이 사라지게 만드나요?

물론 아무 행동을 하지 않더라도 시간이 지나면 매운 감각은 사라지지만

우유나 쿨피스를 먹는 분들도 많이 계실 것 같습니다

실제로 매운 음식을 도전하는 가게엔 필수적으로 쿨피스를 판매하죠

우유나 쿨피스는 매운맛을 희석시키기에 효과적인 음식들입니다

우유의 단백질이 매운맛을 녹여주고

쿨피스의 설탕이 매운맛을 희석시키기 때문입니다

특히 우유는 매운 음식을 먹기 전에 먹으면 위에 보호막을 생성해주기 때문에

음식을 먹기 전에 먹는 것이 좋다고 하죠

원래 매운맛을 내는 고추같은 식물들은

자신의 종자가 다른 동물들에게 먹혔을 때

매운 통증을 줘서 자신의 종자를 먹지 못하게 하도록 진화한 것입니다

그런데 우리들은 이 통증

그러니까 매운맛에 익숙해지는 바람에 오히려 종자가 더 먹히고 있는 상황이네요

생물은 자신이 생존에 유리한 방향으로 진화를 하기 마련인데

정말 독특하게 매운맛을 내는 식물들은 자신의 종자가 먹히는 방향으로 진화를 해버렸네요

조금 슬프긴 하지만 우리에겐 고마운 방향으로 진화를 해준 것 같습니다

비행기에 탔을 때 비행기 모드를 안하면 비행기가 고장날까?

스마트폰에는 정말 많은 기능이 있지만

그 중에는 정말 쓸대없는 기능도 있죠

만약 자신이 비행기를 거의 타지 않는다면 이 비행기 모드도 정말 쓸대없는 기능 중 하나일 것입니다

하지만 제 주변에는 비행기를 타지 않아도 비행기 모드를 사용하는 사람이 있습니다

비행기 모드를 켜면 스마트폰의 모든 전파 신호를 차단하는데요

이것 때문에 잠을 자거나, 방해를 받고 싶지 않을때 비행기 모드를 켜서 외부로부터 오는 알림을 끄는 경우도 있습니다

원래의 이름 답게 이것은 비행기에 탔을 때 사용하라고 만들어논 것인데

비행기에 탔을 때 비행기 모드를 하지 않으면 어떻게 될까요?

비행기에 타면 이륙, 착륙을 할 때 스마트폰을 비행기 탑승 모드로 바꾸거나

전원을 꺼달라고 이야기 합니다

그분들이 말하는 것도 있고 실제로 이런 모드가 있는 것을 보니

비행기 모드를 하지 않으면 뭔가 큰일이 날 것만 같은 느낌이 들기도 하죠

하지만 우리가 생각한 것 처럼 비행기 모드를 하지 않았을 때 발생하는 일은

아주아주 큰일은 아닙니다

우리가 가지고 있는 스마트폰의 신호로 인해 항공기가 오작동하거나 추락한 사례는 없다고 하네요

그렇다면 왜 이런 기능이 있는 것이고 왜 비행기 모드를 켜야할까요?

비행기는 이륙할 때, 착륙할 때 관제탑과 무선 교신을 합니다

이 순간에 승객이 스마트폰을 사용하면 스마트폰에서 방출되는 전자파로 인해

조종사와 관제사들이 교신중에 시끄러운 소음에 시달릴 수 있다고 합니다

하지만 이것 역시 실제로 소음이 발생할 확률은 아주 적다고 하네요

그럼에도 불구하고 비행기 모드를 켜달라고 하는 이유는

이런 만일의 사태에 대비하는 것이조

비행기는 하늘을 나는 운송수단이기 때문에 하늘에서 사고가 나면

땅에서 사고가 난 것보다 수습이 어렵죠

자칫하면 큰 위험에 빠질 수도 있습니다

적은 확률이니까 나 한명쯤은 사용해도 되겠지 하는 것 보다

아에 사용하지 않으면서 확률을 0%로 만드는 것이 훨씬 안전한 방법이기 때문이죠