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중력이 높은 곳에서 훈련을 하면 정말 강해질 수 있을까

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토리야마 아키라의 만화책 드래곤볼에는
주인공인 손오공과 베지터가 더 강해지기 위해
높은 중력에서 훈련을 하는 장면이 나옵니다

만화 초반에 손오공은 지구 중력의
100배에 해당하는 곳에서 훈련을

만화 후반에 베지터는 지구 중력의
300배에 해당하는 곳에서 훈련을 하죠

그 결과 이들의 신체 능력은 말도 안 되게 상승합니다

그렇다면 실제로 우리도 중력이 높은 곳에서 훈련을 하면
지금보다 훨씬 더 강해질 수 있을까요?

질량이 있는 물체가 서로를 당기는 힘을 중력이라고 합니다

질량이 클수록 당기는 힘도 큽니다
지구도 질량이 있고 사람도 질량이 있는데
지구의 질량이 훨씬 크기 때문에
지구가 당기는 힘이 더 커
우리는 우주 공간에 떠다니지 않고 지구에 붙어있을 수 있습니다

즉 중력은 지구가 당기는 힘이라고 표현해도 과언이 아닐 정도입니다

어떤 물체가 받고 있는 중력의 힘을 표현한 것을 무게라고 합니다

흔히 몸무게라고 말하는 것이 중력의 힘인데
몸무게가 60kg인 사람은 지구가 60의 힘으로 당기고 있다고 말할 수 있습니다

달은 지구 중력의 6분의 1 수준입니다
중력이 낮아지면 당기는 힘도 줄어들기 때문에
같은 물체라 하더라도 달에서 무게를 재면 6분의 1 수준으로 줄어들게 됩니다

반대로 중력이 높아지면 당기는 힘도 늘어나
무게가 늘어나게 되겠죠

지구의 중력은 1G로 표현합니다
정확히 말하면 9.80665m/s2입니다

손오공은 100G의 환경에서 훈련을 했습니다
중력이 100G가 됐다는 것은 지구 중력의 100배의 힘이 작용한다는 것입니다
그렇기 때문에 60kg인 사람이 100G의 환경에 가면 몸무게는 6000kg이 됩니다

3대 500을 치는 헬스에 미친 사람들조차
감당할 수 없는 수치입니다

이런 환경에 들어가면 훈련은 커녕
입장과 동시에 온몸이 박살나게 될 것입니다

2G의 경우 두 배의 힘이 작용하기 때문에
60kg인 사람의 몸무게는 120kg이 될 것입니다

그나마 120kg은 버틸 수 있으니
훈련이 가능할지도 모릅니다

평소처럼 기구를 드는 운동을 하면
중력은 두 배지만 효율은 두 배 이상이 될 것입니다

실제로 일본의 신경과학 전문가인 히라타 유타카는
2G 환경에서 훈련을 했을 때 더 강해질 수 있는가에 대한 실험을 진행했는데
실험 결과 1G에서 훈련을 하는 것보다 2G에서 훈련을 했을 때
신체 능력이 더 빠르게 발달했다고 합니다

즉 중력이 더 높은 곳에서 훈련을 하면
훨씬 더 강해질 수 있다는 것이죠

하지만 그렇다고 해서 이른바 드래곤볼 훈련법이 언제나 좋은 것은 아닙니다
중력이 높기 때문에 발생하는 부작용이 있기 때문이죠

잡아당기는 힘은 단순히 물체의 무게에만 영향을 주는 것이 아니라
몸 전체에 영향을 줍니다

심장에서 방출된 피는 온몸으로 퍼져야 하지만
중력이 높을 경우 심장보다 위쪽으로 이동하는데 어려움이 발생합니다

특히 피가 눈이나 뇌로 전달되지 못하면
시야가 흐려지고 어지러움증이 올 수 있습니다

또 중력이 높아 하체가 지탱해야 하는 무게가 늘어나면
골반, 무릎, 발목에 무리가 올 수 있습니다

그렇기 때문에 2G 환경에서 훈련을 하는 건
얻는 것보다 잃는 것이 더 많은 선택이라고 할 수 있을 것 같습니다

전투기가 빠르게 이동할 경우 순간적으로 중력이 높아집니다
그래서 전투기 조종사들은 높은 중력을 견디는 훈련을 하죠

이때 9G까지 올라가곤 하지만
아주 잠깐 올라갔다 내려올 뿐입니다

훈련된 조종사들조차 그날의 컨디션에 따라
중력을 버티지 못하고 의식을 잃어버리는 경우도 있습니다

이렇게 중력에 의해 의식을 잃어버리는 현상을
G-LOC이라고 말하기도 합니다

드래곤볼 훈련법은 실제로 효과가 있어
단점만 보완할 수 있다면 꽤 좋은 선택지인 것처럼 보이기도 합니다

2G가 아니라 1.1G, 1.2G 정도라면 훈련이 가능할지도 모르죠

미래에 중력을 마음대로 조절할 수 있는 기술이 헬스장에 도입된다면
높은 중력에 의한 고강도 훈련이 이루어질 수도 있을 것 같습니다

소리만으로 불을 끌 수 있을까

뇌를 채워줄 은덩어리 지식들 은근한 잡다한 지식입니다

일러스트를 이용해 최대한 쉽고 간단하게 내용을 전달하기 위해 노력하고 있습니다

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불이 계속 타오르기 위해선
태울 수 있는 물질(가연물), 열(점화원) 그리고 산소가 필요합니다

이중 하나라도 없다면 불은 꺼지게 되죠

불이 났을 때 물을 뿌리면 온도가 낮아져 불이 꺼집니다
소화기는 산소를 차단시켜 불이 더 이상 타오르지 못하게 만들어 줍니다

물론 불이 났을 땐 불을 끄는 것이 가장 중요하지만
물을 뿌리거나 소화기를 사용할 경우

주변에 있는 다른 물건까지 영향을 준다는 단점을 가지고 있습니다

소화기가 만들어진지 꽤 오랜 시간이 흘렀지만
여전히 이 단점을 보완한 소화기는 등장하지 않았습니다

그래서 DARPA라고 불리는 미국 국방 고등 연구 계획국에서는
관련된 연구를 진행하다
2012년 소리로 불을 끌 수 있는 소리 소화기를 만들어 냈습니다

DARPA에서 올린 영상을 보면
커다란 스피커 사이에서 타고 있는 불이
잠시 후에 꺼지는 것을 볼 수 있습니다

소리는 진동입니다

스피커가 소리를 낸다는 것은
스피커가 진동을 만들어 내고 있다고 말할 수 있습니다

진동이 귀에 들어오면 우리는 소리를 들을 수 있습니다

이 진동은 우리 눈에 보이지 않지만
공기 중에서 움직이며 공기 분자를 떨리게 하고
공기의 흐름을 변화시킵니다

소리 소화기의 원리는 간단합니다
스피커에서 소리가 나면 진동이 불에 전달되고
진동이 공기의 흐름을 변화시켜 산소가 불에 닿지 못하게 만듭니다

산소는 불이 계속 타오르기 위한 필수 조건이기 때문에
산소를 공급받지 못한 불은 금방 꺼지게 되죠

하지만 DARPA에서 만든 소리 소화기는 너무 커 휴대할 수도 없고
스피커에서 나는 소리가 130dB 정도로
제트기 엔진 소리 정도의 크기이기 때문에 청력에 영향을 줄 수 있어
소방 도구로 사용될 수 없는 수준이었습니다

2015년 4월 조지 메이슨 대학교 학생인
Viet Tran과 Seth Robertson은
DARPA에서 발표한 이런 원리를 이용해
새로운 소리 소화기를 만들어 냈습니다

위력이 좋지 못해 여전히 실제로 사용할 수 있는 수준은 아니었지만
이들이 만든 소화기는 10kg 정도로 훨씬 가벼워졌고

스피커에서 나는 소리도 크지 않아
청력에 영향을 주지 않을 정도까지 발전했습니다

그리고 2015년 7월 우리나라 숭실대학교 연구팀에서
한층 더 업그레이드된 소리 소화기를 만들어냈습니다

이들은 소화기에 배터리를 달아 휴대가 가능하도록 했고
특수 음향렌즈를 이용해 소리를 집중시키는 방식으로 위력을 올렸습니다

게다가 전원을 키는 것만으로도 소화기가 작동되기 때문에
안전핀을 뽑고 바람을 등지고 사용해야 하는 기존 소화기에 비해
훨씬 쉬운 사용법을 가지고 있다는 장점도 있습니다

물론 여전히 소방 도구로 사용될 수 없는 수준이긴 하지만
주변에 영향을 주지 않는다는 점
인체에 해가 없다는 점
질식될 위험이 없다는 점 때문에
소리 소화기는 계속 연구되고 있습니다

소리 소화기는 산불같은 커다란 화재에는 사용하지 못하겠지만
가정이나 배, 비행기 내부에서 나는 화재에는
아주 유용하게 사용될 것으로 생각됩니다

소리로 불을 끌 수 있다면
사람이 소리를 질러 불을 끄는 것도 가능할까요?

소리 소화기는 30~60Hz 정도의 저주파를 사용하지만
사람의 목소리는 100Hz 이상이라
아무리 소리를 질러도 불은 꺼지지 않는다고 합니다

사람도 냄새를 맡아서 범인을 잡을 수 있을까

뇌를 채워줄 은덩어리 지식들 은근한 잡다한 지식입니다

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우리가 코로 냄새를 맡으면
냄새 분자는 콧속에 있는 후각 수용체를 자극합니다
후각 수용체는 이것을 전기 신호로 바꿔 대뇌로 전달합니다
뇌가 신호를 받으면 냄새가 난다는 것을 알 수 있죠

시각 정보와 청각 정보는
대뇌로 전달되기 전 간뇌에 있는 시상하부를 거쳐갑니다

하지만 후각 정보는 곧바로 대뇌로 전달되는데
이때 감정을 담당하는 편도체와 기억을 담당하는 해마를 지나게 됩니다

그렇기 때문에 냄새를 맡으면
그때 느꼈던 감정, 그때 경험했던 기억이 저장됩니다

그리고 이후에 다시 그 냄새를 맡게 되면
편도체와 해마가 반응해
그때 느꼈던 감정, 그때 경험했던 기억이 다시 떠오르게 되죠

길을 가다 과거에 맡았던 냄새를 맡는 순간
그 냄새와 관련된 추억이 떠오른 경험이 있을 것입니다

미국의 심리학자 레이첼 헤르츠는
2004년 냄새와 기억에 관한 실험을 진행했습니다

그녀는 실험 참가자들에게 사진을 보여주며 특정한 냄새를 맡게 했습니다
이후에 사진을 다시 떠올리도록 했는데
그때 그 냄새를 맡게 해주자
사진을 더 잘 떠올렸다고 합니다

이때 mri를 통해 뇌 사진을 찍어봤는데
냄새를 맡는 동안 편도체와 해마가 활성화됐다고 합니다

이 실험으로 냄새를 맡으면
그와 관련된 기억이 떠오를 수 있다는 것이 증명되었습니다

1913년부터 출간된 마르셀 프루스트의 책
잃어버린 시간을 찾아서에는
주인공이 과자의 냄새를 맡다 어린 시절을 회상하는 내용이 있습니다

이 당시엔 냄새와 기억 간의 관계가 밝혀지지 않았음에도
관련된 내용을 썼기 때문에 그의 이름을 따
냄새를 맡으면 기억이 나는 현상을 프루스트 현상이라고 불렀습니다

냄새를 맡으면 기억이 떠오르는 이유는 생존과 관련이 있다고 합니다
위험한 음식을 먹을 때 나는 냄새
위험한 동물을 만났을 때 나는 냄새를 기억하고

같은 냄새를 맡았을 때 위험했던 상황을 떠올려
빠르게 행동하는 것이 생존에 유리했기 때문에
그렇게 진화했다는 것이죠

만약 내가 범죄 현장에 있었고 결정적인 무언가를 목격했는데
그때 특정한 냄새를 맡았다면
프루스트 현상 때문에 당시 맡았던 그 냄새를 다시 맡는 것으로
목격한 것을 떠올릴 수 있을지도 모릅니다

스웨덴의 심리학자 마츠 올슨은 
사람이 냄새를 맡아 범인을 찾아낼 수 있을지에 대한 실험을 진행했습니다

폭력적인 영상을 보여주면서 한 사람의 몸에서 나는 냄새를 맡게 했죠

그리고 다섯 명의 냄새를 맡게 한 뒤 누가 범인일지 물어봤는데
실험 참가자들은 70%의 적중률을 보였다고 합니다

냄새를 맡으면 기억이 떠오르는 것과 함께
냄새 그 자체를 기억해 범인을 찾아내는 것이 가능하다는 것이죠

이후에 중립적인 영상을 보여주고 냄새를 맡게 한 뒤
역시 누가 범인일지 물어봤는데
자극적인 영상보다 적중률이 떨어졌다고 합니다

다른 기억과 마찬가지로 냄새 역시
강렬한 자극을 받았을 때 더 쉽게 기억에 남다는 것을 뜻합니다

마츠 올슨은 사람의 후각 능력이
범인을 찾거나 증거를 모으는 데 도움이 되길 바라고 있습니다

하지만 냄새라는 것이 주변 환경에 따라 쉽게 바뀌기도 하고
그때 그 냄새를 완벽하게 재연하는 것이 힘들기 때문에
냄새를 기억하거나 냄새를 맡아 기억을 떠올리는 것을
실제로 활용할 수 있을지는 아직 미지수입니다

이후에 과학이 많이 발달해 냄새를 완벽하게 재연할 수 있게 되면
후각은 중요한 증거자료가 될 수도 있을 것이라고 합니다