살을 빼고 싶은가? 그렇다면 책상 앞에 앉아 수학책을 펼쳐라. 살 빠지는 소리가 들릴 것이다. 인간의 뇌는 하루 24시간 계속 활동한다. 뭔가를 생각하게 되면 수백 개의 뉴런이 서로 그리고 체내의 각종 체조직을 상대로 메시지를 주고받는다.

이들 뉴런은 연료를 필요로 하므로 간 혈당의 75%는 물론 체내에서 사용되는 산소 총량의 20%를 소모한다. 뉴런의 연료 확보과정은 다음과 같다.

별아교세포(뇌 모세혈관 벽 부근에 분포한 세포)가 혈류로부터 에너지가 풍부한 글루코오스를 빨아들여 이를 뉴런에 흡수될 수 있는 형태로 변환시킨다. 그렇게 되면 뉴런이 이 물질을 이용해 신경전달물질을 생성해내는 한편 결국에는 의식선상에서의 사고기능을 가능케 한다.

이에대해 미시건 아동병원 신경학과 해리 추가니 박사는 “뇌의 특정 부문에서 더 많은 에너지 소비를 필요로 할수록 분해되는 글루코오스 양도 더 많아진다”고 설명한다. “따라서 생각을 많이, 깊이 할 경우 뇌 전두엽의 뉴런에서 더 많은 글루코오스가 연소된다.”



● 단위가 잘못될 경우

미국 물리학 연구소의 e뉴스레터 최신판에 따르면:
39OOM(order of magnitude)의 오차가 발생했다. PNU 775에서 고에너지 충돌 시 상대론적 중이온 충돌기(RHIC; Relativistic Heavy Ion Collider)에 발생한 에너지 밀도 최고치가 입방센티미터당 15GeV가 아닌 입방펨토미터당 15GeV인 것으로 드러났다.

여기서 잠시 39OOM이 얼마나 큰 차이를 의미하는지 알아보도록 하자. 39OOM이면 부피 면에서 태양과 모래 한 톨간의 차이와 맞먹는다. 다행스러운 점은 이런 종류의 실수가 우리의 소득세 신고서가 아닌 분자 물리학 상에서나 일어난다는 것이다.

● web 가상물리학

이따금 친구나 파퓰러사이언스 독자들로부터 일상 업무 시 어떤 웹페이지를 많이 찾아보느냐는 질문을 받곤 한다. 말하자면 단위 변환, 원자량 따위를 알아보기 위해 어떤 웹페이지를 참조하느냐는 것이다.

최근 들어 자주 찾는 사이트를 들라면 폴 팰스태드의 자바 애플릿 컬렉션을 꼽을 수 있다. 이 사이트는 교육용 사이트라고도 볼 수 있는데 물리학에서 다뤄지는 복잡한 각종 주제를 영상으로 담아내고 있다.

이 사이트에 들어가면 액체로 채워진 사이버탱크 속에서 정상파(定常波)가 충돌하는 장면을 볼 수 있으며 수소 원자를 구성하는 궤도전자의 양자역학구조도 시험해볼 수 있다: falstad.com/mathphysics.html.






● 지구의 자전 속도와 공전 속도

지구가 한번 자전하는데 24시간이 걸리고 적도의 둘레가 4만68㎞이므로 지구의 자전 속도는 대략 시속 1,669km(초속 0.45km)가 된다. 우리나라와 같이 적도에서 멀리 떨어져 있는 국가들에서의 자전속도는 이보다 약간 적을 것이다.

이와같은 방법으로 지구의 공전궤도 거리를 1년간의 시간수로 나누게 되면 지구의 공전속도를 구할 수 있는데 이는 약 시속 10만7,160㎞이다.

구체적으로 지구에서 태양까지의 거리가 1억5,000만km이고 지구가 태양을 한바퀴 공전하는데 걸리는 시간이 365일이므로 지구의 공전궤도가 원이라고 가정할 경우 공전속도는 ‘2π×1억5,000만km/365일’의 공식으로 구할 수 있으며 초속 약 30km가 나온다.

물론 지구가 원궤도가 아닌 타원궤도로 공전을 하고 있기 때문에 이는 근사치일 뿐이며 지구와 태양이 가까워지면 공전속도는 30km/s보다 빨라지고 멀어지면 더 느려진다.


● 세상에서 가장 강력한 레이저는 무엇인가?

오는 2009년 본격 가동될 국립레이저핵융합시설(National Ignition Facility; NIF)의 새 레이저는 기존 레이저의 위력을 단연 앞설 것이다.

이 NIF시스템은 에너지 방출량 면에서 지금까지 정상의 자리를 지킨 노바(Nova: NIF에서 개발된 선행모델로서 로렌스 리버모어 국립연구소 소재)보다 60배나 앞선다. 노바의 경우 16조 와트 정도의 에너지를 생성한다.

그러나 이 정도의 위력을 현실화하기란 결코 쉬운 일이 아니다. NIF레이저를 가동시킬 하드웨어와 전자 장비를 위해서는 축구장보다 큰 면적의 공간이 필요하다.

그럼 이제 레이저광을 전율시킬 기록적인 수치들을 훑어보자. 최종단계에서 192개의 레이저광선이 20인치의 벽이 달린 방사실로 발사된다. 이 방사실은 직경 10미터, 무게 454톤에 달한다.

광선의 누출을 막기 위해 방사실은 1.8미터 두께의 벽으로 둘러싸여있다. 레이저광선을 각각 20ns(ns; nanosecond)동안 발사하면 방사실 내부의 표적물이 500조 와트의 힘으로 파괴된다. 이는 동시간 동안 미 전역에서 생산되는 전력량의 1,000배에 달한다.

이 정도 수준의 위력이면 융합 연구나 천체물리학(예: 목성 중심부의 상태 연구), 무기 연구를 위한 열핵 폭파 등에 활용 가능할 것이다.





● 남극과 북극 중 어느 곳이 더 추울까?

‘따뜻한 남쪽나라’라는 노래에서 알 수 있듯 남쪽보다 북쪽이 더 춥다는 것이 일반적 상식이다. 이러한 상식에 기반한다면 남극보다 북극이 더 추워야만 한다.

그러나 이는 우리나라를 포함해 지구의 북반구에 위치한 국가들에게나 적용될 수 있는 절반의 진리이다.

태양과 가까운 적도지역이 가장 덥고 남극, 북극 등 극지방이 가장 추우므로 남반구 국가들의 경우 적도와 가까운 북쪽으로 올라 갈수록 기후가 따뜻해지기 때문이다.

결론을 먼저 말하자면 바다로 된 북극보다 얼음으로 이루어진 남극이 훨씬 더 춥다.
거대한 얼음 덩어리 대륙인 남극은 차갑고 무거운 공기가 하늘 전체를 뒤덮고 있는 반면 북극은 남쪽에서 흘러온 따뜻한 난류에 의해 바닷물이 추위를 상당히 누그러뜨려주고 있다는데서 원인을 찾을 수 있다.

실제로 남극의 평균기온은 -30℃~-50℃로서 지난 1983년 7월경 구소련의 ostok 기지에서 관측된 기온은 역대 지구상에서 측정된 가장 낮은 온도인 -89.2℃를 기록하기도 했다. 남극은 또 바람도 강하게 불어 1972년 프랑스의 Dumont d'Urville 기지에서 초속 88미터의 강풍이 측정된 적도 있다.

이처럼 남극의 기후가 혹독한 것은 태양에서 가장 멀리 떨어져 있다는 사실 때문이지만 1년 365일 항상 얼음에 덮여 있다는 점, 4면이 바다로 둘러싸여 있다는 점 등도 적지 않은 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.

● 라이터 살룻(salute)이 환경에 유해한 영향을 미치는가?

우선 모르는 분들을 위해 라이터 살룻(salute)이 뭔지 간략히 설명하기로 하겠다. 콘서트장에 갔다고 치자. 음악이 점차 느려지면서 기타로 연주하는 발라드 곡의 선율이 흐르기 시작한다.

이때 객석에서 1회용 라이터 수백 개가 불을 밝히며 마치 옷을 장식하는 반짝이 같은 효과를 낸다. 3~4분(유독 긴 곡일 경우 10분) 가량이 흐른 후에 곡이 끝난다. 그러면 꺼내 들었던 라이터를 주머니에 집어넣고 다시 헤드뱅잉에 열중한다.

그렇다고 해서 겁을 낼 필요는 없다. 라이터 수백 개를 켠다고 해봐야 환경에 그다지 유해한 영향을 미치지는 않으니 말이다. 1회용 라이터에 든 부탄가스는 탄소, 수소로 이뤄진 화합물이다.

부탄가스가 타게 되면 이들 물질이 산소와 결합해 이산화탄소와 수증기를 생성해낸다. 일반 라이터의 경우 분당 237mg 상당의 이산화탄소를 방출한다. 이에 비해 여느 발전소에서 1분간 발생하는 이산화탄소의 양은 12,200kg에 이른다.

사실 빅(Big: 미국의 대표적 1회용 라이터 제작업체)에서 연간 판매되는 라이터 14억6천만 개를 1분간 모두 켜둔다 해도 이때 발생하는 이산화탄소량은 발전소에서 28분간 배출되는 양에 불과하다. 그러므로 콘서트장에서의 라이터 살룻에 거부감을 느낄 필요는 없다.




● 햇빛은 왜 ‘비타민D’라고 불려지기도 하는가?

인체의 혈액이나 골조직을 양호하게 유지하기 위해서는 일명 캘시트리올(calcitriol)이라 불리는 활성 비타민D3가 필요하다. 활성 비타민D3는 영양제 복용으로 섭취할 수도 있으나 그보다는 지금처럼 구식 경로를 통해 흡수하는 편이 한결 경제적일 뿐만 아니라 기분까지 좋아진다. 즉 밖으로 나가 햇빛을 쐬기만 하면 된다.

원리는 간단하다. 피부 속의 화합물이 햇빛의 자외선과 반응을 일으켜 비타민D의 전구체 분자를 생성한다. 그러면 이 분자 속의 탄소 원자 2개가 자동적으로 재정렬해 그 결과 뼈를 튼튼하게 하는 비타민D3가 생성된다. 이 모든 과정이 신속하게 진행된다.

불과 몇 분만 태양광선을 쬐면 인체는 하루 필요량보다 몇 배나 많은 비타민D3를 생성해낼 만큼의 햇빛을 흡수한다. 그렇다면 만약 비타민D가 부족할 경우 어떻게 될까? 소아는 물로 성인일 경우에도 성인 구루병에 걸리게 된다. 이제 선글라스를 꺼내들고 밖으로 나가보도록 하자.



● 귀신은 정말 존재할까?

하루가 다르게 과학기술이 발전하고 있지만 아직도 인간이 과학의 힘으로 풀지 못하는 부분은 너무나 많이 있다.

그중 가장 대표적인 것이 바로 우주의 신비이며 신(神)이나 영혼의 문제 등도 수수께끼로 남아있다. 이 문제는 결코 과학으로 증명하거나 해답을 제시할 수 있는 사안이 아니며 개개인의 믿음과 관련된 문제이다.

과학은 증명과 검증을 기본으로 하는데 비해 귀신은 증명과 검증이 불가능하기 때문이다. 같은 맥락에서 사후세계의 존재, 즉 불교의 윤회설(輪回說), 천당과 지옥 등의 문제도 귀신의 존재 여부와 더불어 과학으로는 대답하기 어려운 난제이다.

● 동물이 말을 할 수 없는 이유

동물들은 인간처럼 말을 하지 못한다.
말이란 의사소통을 목적으로한 상호간의 약속된 언어라 할 수 있는데 동물은 이처럼 약속을 정해서 의사소통을 하기에는 지능이 너무 떨어지기 때문이다.

또한 사람처럼 말을 하려면 혀나 턱과 같은 발음 기관이 정교하게 발달되어야 한다는 점도 동물이 말을 할 수 없는 이유의 하나이다.

앵무새의 경우 인간과 비슷한 구강구조를 지니고 있어 사람의 말을 흉내 내기는 하지만 이 또한 아무런 의미없는 소리에 불과할 뿐 말이라고 표현할 수는 없다.
그러나 인간이 알아들을 수는 없지만 동물들도 자기 나름대로의 방식으로 의사소통을 하고 있다.

주로 고유한 소리(울부짖음)가 의사소통의 주요 도구이지만 항복선언시 배를 보이며 드러눕는 것처럼 동작을 통해 자신의 의사를 전달하기도 한다. 특히 초음파를 사용하는 돌고래나 페로몬을 사용하는 개미, 꿀벌들처럼 특유의 재능을 의사소통의 도구로 활용하는 사례도 있다.

아직 이러한 동물들의 소리나 몸짓에 담긴 의미를 인간이 모두 이해하지는 못하고 있지만 애완견의 소리를 인간의 언어로 전환해주는 ‘개 언어 번역기(Bow-lingual Dog Translator)’가 이미 출시되어 있는 것과 같이 지속적인 연구와 기술의 발전에 의해 언젠가는 동물들과 대화할 수 있는 장비가 나올 수도 있을 것이다.





● 지문 채취 방법

현재 국립과학수사연구소에서 범인의 신분 확인을 위해 사용하는 지문의 채취법은 크게 고체법, 액체법, 기체법으로 구분할 수 있다.

고체법은 쇠, 유리 등 지문이 묻어있는 검체(檢體)가 단단한 물질일 경우에 주로 사용하는데 분말(일반분말, 형광분말, 자석분말 등)을 검체에 붓칠하여 지문이 나타나면 테이프와 같은 전사지에 뜨는 방식이다.

영화나 TV에서 수사관들이 지문을 확보할 때 가장 흔히 사용하기 때문에 대부분의 일반인들이 한두번쯤 보았을 만한 가장 보편적인 방법이다.

액체법은 지폐, 신문 등 종이류에서 지문을 채취할 때 사용하며 린히드린 용액이나 초산은 용액을 활용한다. 이중 린히드린 용액의 경우 종이에 적신 후 열을 가해 말려주면 자줏빛 지문이 나타나는 반면 초산은 용액은 종이를 담근 후 꺼내어 그늘에서 말려야 갈색 지문이 발현된다.

마지막으로 기체법은 순간접착제를 용기에 담아 열을 가할 때 발생하는 증기로 검체를 훈증(燻蒸)시켜 지문을 채취하는 방식을 말한다. 가성소다(양잿물)를 적신 솜에 순간접착제를 뿌리면 시아노아크릴레이트(cyanoacrylate)라는 증기가 나오며 이 증기가 지문의 아미노산과 반응하여 흰색의 지문을 얻을 수 있다.

하지만 시아노아크릴레이트 증기는 상당히 독한 가스이기 때문에 보호장비 없이 접촉하게 되면 눈이 따갑고, 호흡시에는 코에 통증이 일어난다. 이로인해 기체법은 아크릴 상자와 같이 투명한 밀폐용기 속에서 수행하는 것이 일반적이며 이렇게 해야만 증기의 효과도 극대화시킬 수 있다.

● 젖은 모래처럼 젖은 자갈로도 성을 쌓을 수 있을까

여름 휴가철에 해변을 찾아 모래성을 쌓아본 기억이 누구나 있을 것이다. 건조한 모래에 물을 묻히면 접착성이 좋아져 성은 물론 다양한 작품을 만들 수도 있다.

하지만 모래와 달리 자갈은 아무리 물기를 묻힌다해도 젖은 모래처럼 자유자재로 형태를 만드는 것이 불가능하다. 이는 물의 인력 및 입자의 크기와 관련이 있다. 물은 특정한 물체를 서로 잡아당겨주는 힘, 즉 인력이 있는데 모래에 수분을 제공하면 물의 인력에 의해 입자들이 마치 접착제를 바른 것처럼 점성을 띄게 되는 것이다.

이러한 물의 인력은 입자가 고울수록 강해진다. 입자가 작은 진흙이나 밀가루가 모래에 비해 수분에 의한 점성이 훨씬 큰 것도 이같은 이유에 기인한다.

그러나 물의 인력에는 분명 한계가 있으며 자갈처럼 입자가 커지게 되면 중력과 같은 다른 힘이 인력의 힘을 넘어섬으로서 점성 효과를 누릴 수 없게 된다.





● 자동차의 앞바퀴가 뒷바퀴보다 빨리 마모되는 이유

자동차를 한동안 운전한후 살펴보면 뒷바퀴보다 앞바퀴가 많이 마모되어 있음을 확인할 수 있다.

이는 매우 자연스러운 현상으로서 크게 2가지 이유에서 그 원인을 찾을 수 있다.
먼저 일부 특정 모델을 제외하면 대다수 자동차의 엔진은 앞쪽에 위치하기 때문에 뒷바퀴 보다는 앞바퀴가 감당해야할 무게가 훨씬 크다.

이로인해 동일한 지형을 동일한 거리만큼 움직인다해도 출발시는 물론 주행 및 정지시에 앞바퀴가 받는 힘이 상대적으로 많아 지면과 더 많이, 더 큰 힘으로 접촉하기 때문에 뒷바퀴 보다 마모가 심할 수밖에 없다.

또한 자동차는 전륜구동과 후륜구동, 4륜구동으로 나눌 수 있는데 대부분의 자동차가 전륜구동이라는 사실도 앞바퀴의 마모가 상대적으로 빠른 이유의 하나로 지목된다.

전륜구동차량은 말그대로 앞바퀴가 구르는 힘에 의해 차를 움직이는 것으로서 뒷바퀴는 자체 동력없이 앞바퀴가 이끄는데로 따라오기만 하므로 앞바퀴의 마찰이 더 심한 것은 당연하다.

한편 오너드라이버들이 앞바퀴의 마모가 상당히 진행되었을때 즉각 새로운 타이어를 구입하는 대신 일정기간 동안 뒷바퀴와 앞바퀴의 위치를 바꿔서 사용하고 있는 것도 이러한 앞바퀴와 뒷바퀴의 불평등(?) 마모가 낳은 세태의 하나이다.

● 물속에서도 중력이 작용할까

주지하다시피 지구는 표면적의 약 70%가 바다이며 30%가 육지로 되어 있다. 이중 바다는 높은 비열을 통한 일교차의 감소, 해류의 순환을 통한 저위도와 고위도의 열순환, 물의 순환 등 다양한 역할을 수행하고 있다.

그러나 만약 이러한 면적 비율이 바다 30%, 육지 70%로 뒤바뀐다면 지구의 환경은 단기적, 장기적으로 상당한 변화가 초래되어 여러 가지 이상현상이 나타나게 된다.

먼저 물의 비열은 육지보다 큰 특징을 보이는데 바다의 비율이 30%로 감소할 경우 지구 전체적으로 낮의 온도가 상승하고 밤의 온도가 하락하여 일교차가 지금보다 매우 커지게 된다.

또한 물의 순환과정에서 바다의 비율이 감소하면 그만큼 증발이 덜 일어나기 때문에 대기중의 수증기 및 구름의 양이 줄어들어 생태계에 커다란 영향을 미칠 것으로 예상된다.

특히 대기중의 수증기는 지구내로 유입된 태양광을 지구 밖으로 벗어나지 못하게 하는 주요 온실기체의 하나로서 지구의 온도를 따뜻한 상태로 유지시키는데 상당한 역할을 수행한다.

이러한 상황에서 수증기 발생량의 감소는 온실효과의 감소로 이어져 지구의 전체 온도가 떨어질 가능성이 매우 높다. 이외에도 해류를 통한 저위도와 고위도의 열 순환이 약해지면서 두지역 사이의 온도차이가 커지는 등과 같은 변화도 초래된다.





● 몽고반점은 왜 나타날까

갓 태어난 아기의 엉덩이나 허리를 보면 마치 멍이 든 것과 유사한 크기가 고르지 않은 푸른 반점을 볼 수 있다. 바로 이를 몽고반점이라 하며 아시아계 몽골인족에서 주로 나타난다하여 이같은 이름이 붙었다.

이에따라 몽골족에 속하는 한국인의 부모 사이에서 태어난 아이들 대부분이 몽고반점을 갖고 세상에 나오지만 우리와 같은 아시아인일지라도 민족에 따라서는 나타나지 않는 경우도 많이 있다.

이러한 몽고반점은 약 4~5세에 이르러 없어지기 시작하여 13세에 이르면 완전히 사라지는데 과학적으로 왜 몽고반점이 생기는지는 정확히 밝혀지지 않고 있다.

단지 예전부터 구전되어 오고 있는 우리나라의 설화에 따르면 삼신 할머니가 어머니의 뱃속에 아이를 점지해 줄때 가서 잘 살라고 엉덩이를 세게 때려서 생긴 멍 자국이라는 이야기가 있다.

● 열탕에서 물속보다 표면이 더 뜨거운 이유

목욕탕에서 열탕에 몸을 담그면 처음 물에 닿았을때 많은 뜨거움을 느끼지만 막상 물속으로 들어가면 처음처럼 뜨겁지 않다.

이는 실제로 표면이 더 뜨거운 것이 아니라 사람이 정신적으로 그렇게 느낀다고 보는 것이 타당하다. 정밀한 온도계를 사용할 경우 미미한 온도차이가 있을 수는 있지만 순환 및 대류현상에 의해 실질적 온도차는 거의 없기 때문이다.

일반적으로 신체에 자극이 가해지면 그에 상당하는 반응이 나오게 되는데 자극이 지속될 경우 몸이 자극에 적응하여 반응의 크기도 작아진다. 다시말해 물 내부의 온도가 표면보다 더 뜨겁지 않은 이상 인체는 처음 물 표면에 접촉할 때 가장 큰 뜨거움을 느끼게 된다.

● 왜 남자만 변성기가 올까

남자라면 중고교 사춘기 시절, 자신의 목소리가 갑자기 낮고 굵게 바뀌어 놀란 경험이 있을 것이다. 이 시기가 전세계 모든 남자들이 예외없이 겪게 되는 변성기이다.

하지만 변성기는 남자들의 전유물이라는 상식과 달리 여성들도 남성과 마찬가지로 변성기를 겪는다. 단지 남자들처럼 목소리의 변화가 뚜렷하지 않아 여성들 스스로도 느끼지 못한채 변성기가 지나가는 것일 뿐이다.

보통 변성기는 남자가 13세, 여자는 12세 정도에 시작되며 변성기의 기간은 짧게는 3개월에서 길게는 1년에 이르기까지 개인별로 차이가 나타난다.

이 시기가 지나면 남자는 1옥타브, 여자는 3도 정도 목소리 톤이 낮아져 어른과 같은 목소리를 같게 된다.

남자의 목소리가 굵고 낮아지는 원인은 사춘기때 분비되는 테스토스테론이라는 성호르몬이 성대(후두)를 자극하여 굵기를 두껍게 하고 약 10mm 정도에 불과했던 성대의 길이도 1년여만에 13~24mm 수준으로 자라기 때문이다. 물론 성대의 굵기가 굵고 길이가 길수록 목소리 톤은 굵은 음을 내게 된다.

반면 여성의 경우 호르몬이 성대에 작용하는 것이 아니라 유방 등에 주로 작용하여 여성성의 발달을 촉진하게 된다.

한편 여성의 성대길이는 남성의 약 20% 수준으로서 성대를 통과하는 공기의 진동수가 남자는 초당 100번 정도지만 여자는 200번에 달해 남자가 여자에 비해 평균적으로 1옥타브 정도 목소리 톤이 낮다.





● 제자리에서 돌면 어지러운 이유

사람의 귀 속에는 평형감각을 주관하는 반고리관이라는 기관이 있다. 이 기관은 우리 몸이 평형을 이루고 있는지 아닌지를 감지하는 역할을 하는데 몸이 평형을 이루지 못하면 시각과 평형감각이 불균형을 일으킴으로서 어지러움을 느끼게 된다.

구체적으로 설명하자면 우리나 몸을 회전시키면 반고리관 속에 들어있는 림프액이 출렁거리게 되고 반고리관이 균형을 잡지 못해 몸의 균형이 무너져내리는 것이다.

물론 반고리관 속의 림프액도 컵속의 물처럼 관성의 법칙의 지배를 받기 때문에 우리 몸이 처음 회전을 할때는 움직이지 않는다. 우리가 한두 바퀴 정도 맴을 돌고 멈추면 어지러움을 잘 느끼지 못하는 이유가 여기에 있다.

그러나 동일한 방향으로 여러번 회전을 계속하면 림프액이 몸의 회전방향과 동일한 방향으로 회전운동을 하게 되며 몸이 멈추더라도 관성의 법칙에 따라 한동안 회전을 지속한다.

이때 눈의 시각정보로는 우리가 평형을 유지하고 있지만 반고리관의 감각신경은 아직 몸이 회전하고 있다는 정보를 보내게 되고 결국 이러한 정보불일치에 의해 어지럼증이 유발된다.

● 유성무취 무성유취?

우리나라 사람들은 방귀와 관련하여 ‘유성무취 무성유취’라는 속설을 믿고 있다. 소리가 큰 방귀는 냄새가 없고 소리없는 방귀는 냄새가 지독하다라는 의미이다.

그러나 과학적으로 볼때 방귀의 소리와 냄새는 전혀 관련이 없다. 방귀의 냄새를 결정하는 매커니즘과 소리의 유무나 크기를 결정하는 매커니즘이 전혀 다르기 때문이다.

유성무취 무성유취라는 말은 큰 방귀소리에도 불구하고 냄새가 별로 나지 않는 사례가 실생활에서 종종 발견되면서 발생한 소문에 불과하다.

그렇다면 방귀의 냄새는 어떠한 경우에 지독할까. 과학자들은 대게 단백질을 많이 섭취했거나 뱃속에 음식물이 가득 차 있을때 냄새가 많이 난다고 설명한다. 이와관련 지독한 방귀냄새의 주범은 유황성분이다.

장 속에서 생성되는 가스는 대부분 질소, 산소, 이산화탄소, 수소, 메탄가스 등이 있으며 이중 가장 많은 비중을 차자하는 것은 음식물 찌꺼기를 먹고 사는 세균들이 만들어내는 수소이다. 일부 세균들은 수소를 섭취하면서 메탄가스를 발생시키기도 한다.

이렇게 만들어진 수소와 메탄가스는 음식물 찌꺼기에 함유되어 있는 유황성분과 결합, 독한 냄새를 생성하는데 방귀에 유황을 포함한 가스가 많을수록 냄새가 지독하다. 결국 방귀 냄새는 소리의 유무가 아닌 식습관에 따라 결정되는 것이다.

한편 방귀를 많이 참으면 병으로 진전될 수도 있다. 체내에 쌓인 가스가 정상적인 경로로 제거되지 못하면 우리 몸에 흡수되어 피부로 배출되거나 간, 신장 등을 거쳐 밖으로 나오기 때문이다.

만약 황화수소와 같이 독소를 포함한 가스가 이러한 과정을 반복할 경우 간장 기능 저하, 면역력 저하 등의 좋지 않은 영향을 끼칠수도 있다.
따라서 방귀는 참지 말고 시원하게 뀌는 것이 건강을 위해서도 좋다.

● 달에서는 왜 낮에도 하늘이 검게 보이나

지구에서는 낮에는 하늘이 파랗게 보이고 밤에는 검은색을 띄는데 비해 달에서는 낮과 밤 모두에서 하늘이 검게 보인다.

이처럼 지구에서 하늘의 색이 바뀌는 이유는 대기(大氣)가 존재하기 때문이다.
구체적으로 빛은 반사와 산란, 분산, 회절, 간섭 등 다양한 작용을 하는데 지구의 대기층이 빛의 입자와 부딪치면서 이러한 현상들이 발생한다.

이중 빛이 대기층의 공기입자와 충돌, 모든 방향으로 빛에너지를 방출시키는 현상인 산란에 의해 지구에서 하늘의 색깔이 달라진다. 보통 산란은 파장이 짧은 빛에서 잘 일어나기 때문에 보라색 계열인 푸른빛의 색이 우리의 눈에 보이게 되서 낮에 하늘이 파랗게 보이는 것이다.

새벽이나 밤 시간에 나타나는 붉은 노을은 이 시간대에 대기를 통과하는 빛이 낮보다 길어지기 때문에 푸른빛의 산란이 사라지고 붉은 빛만 남게 되어 일어나는 현상이다.

다시말해 지구는 대기의 작용에 의해 낮과 밤의 하늘 색이 달라지지만 대기가 존재하지 않는 달에서는 밤낮 구분없이 항상 하늘은 검은 색을 띄게 된다.




● 바다와 육지의 면적이 뒤바뀐다면

주지하다시피 지구는 표면적의 약 70%가 바다이며 30%가 육지로 되어 있다. 이중 바다는 높은 비열을 통한 일교차의 감소, 해류의 순환을 통한 저위도와 고위도의 열순환, 물의 순환 등 다양한 역할을 수행하고 있다.

그러나 만약 이러한 면적 비율이 바다 30%, 육지 70%로 뒤바뀐다면 지구의 환경은 단기적, 장기적으로 상당한 변화가 초래되어 여러 가지 이상현상이 나타나게 된다.

먼저 물의 비열은 육지보다 큰 특징을 보이는데 바다의 비율이 30%로 감소할 경우 지구 전체적으로 낮의 온도가 상승하고 밤의 온도가 하락하여 일교차가 지금보다 매우 커지게 된다.

또한 물의 순환과정에서 바다의 비율이 감소하면 그만큼 증발이 덜 일어나기 때문에 대기중의 수증기 및 구름의 양이 줄어들어 지구 전체의 강수량이 하락, 생태계에 커다란 영향을 미칠 것으로 예상된다.

특히 대기중의 수증기는 지구내로 유입된 태양광을 지구 밖으로 벗어나지 못하게 하는 주요 온실기체의 하나로서 지구의 온도를 따뜻한 상태로 유지시키는데 상당한 역할을 수행한다.

이러한 상황에서 수증기 발생량의 감소는 온실효과의 감소로 이어져 지구의 전체 온도가 떨어질 가능성이 매우 높다. 이외에도 해류를 통한 저위도와 고위도의 열 순환이 약해지면서 두지역 사이의 온도차이가 커지는 등과 같은 변화도 초래된다.

● 왕수(王水)로 금을 녹인다

일반적으로 금(gold)은 염산에도 녹지 않으며 고온의 열을 가해야만 액체로 녹일 수 있다. 그러나 진한 염산과 진한 질산의 혼합액인 왕수(王水)로는 금을 녹일 수 있다. 왕수라는 이름 또한 염산에도 녹지 않는 금이나 백금 등의 귀금속을 녹일 수 있는 물질이라는 의미에서 붙여졌다.

특유한 자극성 냄새를 지닌 황색 액체인 왕수는 ‘HNO3＋3HCl ↔ Cl2+NOCl+2H2O’와 같은 반응이 일어나 발생기(發生期)의 염소와 염화니트로실(NOCl)이 생기는데 이를통해 강력한 산화용해성을 지니게 된다.

이러한 왕수는 금이나 백금 이외에도 황화물광석, 텔루르, 셀렌 광물, 납 합금, 구리 합금, 여러 금속의 비화물광석, 아연합금, 니켈광석, 페로텅스텐 등의 분석시료를 용해시킬 수 있어 화학분석에서 용해제로 사용된다.

● 뱃속에서 머리를 아래로 향하고 있는 태아들은 위험하지 않을까

태아는 어머니의 골반을 향해 머리를 두고 거꾸로 서있는 것이 정상이다.
우리들이 걸을때처럼 머리를 하늘로 향하고 있는 것을 오히려 거꾸로 선 아이라는 뜻의 ‘역아(逆兒)’라고 칭하는 것도 이 때문이다. 역아의 경우 난산의 원인이 되고 최악의 경우에는 산모와 아기의 생명까지 위협한다.

태아는 일정기간이 지나면 양수 속에서 스스로 몸을 움직일 수 있고 태아의 약 20% 정도가 임신 30주까지 역아 자세로 있지만 출산 예정일이 가까워지면 안전한 출산을 위해 대부분 정상체위로 돌아온다. 결국 배속의 태아에게는 우리들처럼 머리에 피가 몰린다거나 하는 위험은 전혀 없다.