과학자가 들려주는 과학자 이야기 68번째 이야기는
가가린이 들려주는 무중력 이야기입니다.
무중력하면 흔히 우주 공간에서 둥둥 떠있는 모습이 생각나요.
가가린은 우주 비행을 한 최초의 조종사입니다.
이 책은 가가린이 학생들에게 무중력 상태에 대해 수업을 하는 형식으로 진행되어요.
무중력 상태에서 물리학, 화학, 생물학이 어떻게 달라지는지를
중력이 있는 곳에서의 과학과 비교하여 설명해 주고 있어요.
엘리베이터를 타고 올라가면 몸이 더 무거워진 느낌이 들어요.
엘리베이터가 위로 가속되면 우리 몸은
원래의 상태로 있고 싶어하는 성질이 있어 아래쪽으로 향하는 힘을 받게 돼요.
이 힘이 사람의 무게와 같은 방향으로 작용하여
중력이 더 커진 것처럼 보이게 되고, 가속도는 중력을 만들 수 있어요.
만약 중력을 작게 만들려면 엘리베이터가 아래로 가속되면
원래의 상태로 있고 싶어하는 성질 때문에 위쪽으로 힘을 받게 되어
무게가 줄어든 것처럼 나타나요.
만약에 엘리베이터의 줄이 끊어져 추락한다면
엘리베이터가 낙하하는 가속도가 사람의 무게와 크기가 같아지기 때문에
사람의 무게는 0이 되므로 무중력 상태가 된답니다.
엘리베이터를 가지고 무중력 상태를 설명하니 훨씬 이해가 쉬운 것 같아요.
무중력이란 지구의 중력이 사라지는 것이 아니라
지구의 중력은 그대로 있는데 중력이 마치 사라진 것처럼
보이게 하는 가상의 힘이 반대 방향으로 작용한 거예요.
엘리베이터의 줄이 끊길 때 무중력 상태가 되는 건 엘리베이터 밖의 관찰자에게
엘리베이터 안의 사람은 지구의 중력에 의해 자유 낙하하는 것으로 보이지만
엘리베이터 안의 관찰자에게는 지구의 중력과 반대 방향으로 관성력이 작용하여
물체에 작용하는 전체 힘이 0인 것처럼 보여 중력이 사라진 것처럼 느끼게 된답니다.
우주에서 사람이 무게는 지구가 잡아당기는 중력의 크기입니다.
따라서 무중력 공간에서 모든 사람의 무게는 0이 되어요.
용수철 사이에 사람을 끼워 흔들어 보면 몸무게를 잴 수 잇는데
무게가 가벼우면 용수철이 빠르게, 무거우면 천천히 흔들린답니다.
또 재미있는 사실은 우주에서는 볼펜을 사용할 수가 없는데
볼펜은 액체인 잉크가 떨어지면서 써지는 것인데 중력이 없으면
액체가 아래로 내려오지 않기 때문에
무중력 공간에서는 연필을 이용해야 글씨를 쓸 수 있어요.
우주에 있을 때 얼굴이 붓는 현상도 무중력 때문에 생기는 현상이고
지구에서는 중력 때문에 체액이 발 쪽메 많이 몰리지만,
무중력 상태에서는 체액이 머리 쪽에 많이 몰리게 됩니다.
그래서 자고 일어난 후 얼굴이 더 많이 붓고,
뇌가 자극을 받게 되어 오줌도 많이 나오게 된답니다.
2008년 이소연씨가 한국이 최초로 우주에 갔을 때 키가 커졌다는 얘기를 했었는데요.
우주에서는 관절 사이에 작용하는 중력이 없어
관절의 틈이 벌어지기 때문에 키가 커져요.
하지만, 뼛속에서 칼슘이, 근육에서 단백질이 빠져나가게 되고
귓속에서 몸의 중심을 잡아주는 반고리관이 기능을 못해 멀미도 일어난답니다.
오랫동안 무중력 상태로 있게 되면 뼈와 근육이 약해져
지구에 돌아가면 잘 걷지 못하는 수도 있어요.
누구나 한번쯤 가보고 싶은 우주가 대단히 좋을 줄 알았는데
무중력으로 인한 부작용도 만만치 않네요.
이번에 이 도서를 통해 무중력에 대해서 재미있게 볼 수 있었습니다.
무중력에 대한 부분이 재미있고 신기하게도 느껴졌답니다.