˝물리학자의 은밀한 밤 생활˝ 서평

물리학자의 은밀한 밤 생활 - 한 젊은 과학자의 밤 생활에 숨겨진 아슬아슬 유쾌한 물리학 파티
라인하르트 렘포트 지음, 강영옥 옮김, 정성헌 감수 / 더숲 / 2018년 8월

​오늘 만나 볼 책은 소설책 같은 물리학책인 "물리학자의 은밀한 밤 생활"입니다.

​엉뚱하고 유쾌한 물리학 강연으로 대중과 소통하고 과학과 친해지지 못했던 많은 사람들에게 지적 즐거움을 선사하는 것으로 유명한 독특한 독일의 물리학자 '라인하르트 렘포트'의 책으로, 어려운 물리학 개념을 송년 파티라는 흥미로운 실제 사건에 녹여내어 그 속에서 발견한 흥미진진한 물리학 이야기를 펼쳐 보이는 책입니다.

우선 목차를 살펴보면,

 

파티가 시작되는 저녁 6시부터 마무리되는 다음날 오전 11시반까지 시간의 흐름에 따라 크고 작은 9가지 소동들이 일어나는데, 이 소동들은 모두 물리학으로 설명이 됩니다. 

​FIFA 게임에서 진 톰이 승자인 마테스에게 복수하기 위해 일부러 맥주병의 아랫부분을 세게 부딪혀맥주거품을 솟아오르게 하는가 하면, 렘포트와 그의 친구들은 고약한 냄새를 풍기는 수르스트뢰밍통조림으로 직접 폭죽을 만들어 작년에 이웃집 셰어하우스 녀석들에게 진 빚을 고스란히 되갚기도 합니다. 또 냉각 중탕으로 최대한 빨리 시원한 맥주를 준비하는 방법이라던지, 쓰다 남은 건전지를 바닥에 튕겨보면 방전 정도를 알 수 있다라던지, 물이나 우유와 달리 잔에 알코올 음료를 따를 때는 왜 아치형 띠가 생기는지, 왜 피자를 먹을 때 빵이나 치즈보다 토마토 토핑에 더 입을 잘 데이는지 등등, 어렵고 복잡한 과학 개념들을 재미있는 오락거리나 에피소드에 입혀 즐겁게 이해할 수 있도록 풀어내고 있습니다.

본문을 통해 그만의 재미있고 즐거운 물리학 공부를 해보도록 하겠습니다.

제4장 '와인과 피자에서 얻은 지식'입니다. 셰어하우스 주방에서 밤 10시 14분에 와인잔과 피자의 토마토토핑을 통해 '마랑고니 효과'와 '비열 용량'에 대해 이해할 수 있는 장입니다.

​첫번째 실험은 와인잔에 생긴 아치문양을 통해 배우는 '마랑고니 효과'입니다. 큼지막한 와인잔에 와인을 넣고 살살 흔들어주면 교회의 아치형 창문과 비슷한 문양이 생깁니다. 와인잔에 와인을 비롯한 알콜음료를 따르면 생기는 아치형 문양이 물,우유등 다른 음료를 따르면 생기지 않는 이유는 무엇일까요? 아치 문향이 생기는 과정을 자세히 관찰하면 모양이 비스듬히 기울고, 이때부터 와인방울은 아래로 흐리지 않고 그중 소량이 위쪽으로 흐르는데 이 독특한 현상이 '마랑고니 효과'입니다. 이는 계면을 따라 표면장력의 크기가 일정하지 않을 때 발생하는 현상으로, 장력이 다른 두 종류의 액체가 있을 때 계면장력이 더 낮은 액체가 계면장력이 더 높은 액체에 의해 끌려가는 이유를 설명할 수 있습니다. 아치의 형태를 보면 쉽게 증발하는 에탄올과 쉽게 증발하지 않는 물질, 이를테면 설탕의 구성비율을 대략 짐작할 수 있는데요, 아치모양이 뾰족하고 물방울이 클수록 와인 속에 쉽게 증발하지 않는 물질 함량이 많다는 뜻입니다. 와인장에 생기는 아치형 문양의 뾰족한 정도로 와인의 알콜함량의 높고 낮음을 판단할 수 있고 이는 마랑고니 효과에 따른 것임을 배웠습니다.

두번째 실험은 피자의 토마토 토핑을 통해 배우는 '비열 용량'입니다. 피자 바게트나 피자를 오븐에 구우면 빵 부분은 먹기에 적당한 온도지만, 토마토소스나 토마토 토핑 부분의 온도는 엄청 뜨겁습니다. 그렇다면 같은 온도로 구워도 토마토가 빵부분 보다 더 뜨거워지는 것일까요? 아무리 높은 온도로 구워도 토마토의 최대 온도는 100도씨입니다. 이는 토마토의 대부분이 물로 이루어져 있고 정상압에서 물이 완전히 증발되기 전까지는 온도가 올라가지 않기 때문입니다. 치즈 등 피자의 나머지 부분은 대부분 지방으로 되어 있기 때문에 120도씨 혹은150도씨까지 올라갈 수 있습니다. 그렇다면 온도가 더 높은 치즈토핑을 먹을때는 멀쩡한데 토마토 토핑 부분을 먹을때는 입을 데는 이유는 무엇때문일까요?

답은 토마토의 수분 함량이 90%에 달한다는데서 답을 찾을 수 있습니다. 오븐 속에서의 토마토 온도는 100도씨를 넘지 못하지만 토마토 자체에 수분이 많아서 열을 저장 할 공간이 많고, 이를 전문용어로 '비열 용량' 이라고 합니다. 신선한 토마토는 수분 함량과 열용량이 높고 피자의 다른 부분보다 온도가 천천히 떨어지기 때문에 피자 토핑으로 적합하지만, 먹을때는 조심해야 한다는 것을 배웠습니다.

다섯시간반 동안의 친구들간의 파티에서 벌어진 일들이, 실상은 우리들 대부분은 별로 궁금해하지도 이상해하지도 않았던 일들이었음에도, 모두 물리학적으로 설명을 되는 것을 보니 재미있기도 하고 마냥 어렵기만 한 학문은 아니라는 생각이 들었습니다. 일상생활 속에서 자연스럽게 만나는 물리학이기에 조금은 쉽게 읽어낼 수 있었고 이해할 수 있었습니다.

과학을 특히나 물리학을 어려워 하는 학생들이나 일반인들에게 꼭 한번 접해보기를 권해봅니다.