세상을 움직이는 놀라운 물리

세상을 움직이는 놀라운 물리학
유리 비로베츠 지음, 리사 카진스카야 그림, 김민경 옮김, 천년수 감수 / 미디어숲 / 2024년 4월

언제부터였던가? 물리학이 어렵다는 생각을 기본으로 하고 있다.

한편으로는 물리학이 어렵지만 이 세상이 보이지 않는 물리의 힘으로 움직이는 것을 알기에 또 궁금하기도 한 학문이다. 호기심만 있다면 물리학은 내 곁으로 와 친구가 될 수 있을 거라 생각한다. 뜬금없는 고백이지만 우리나라에서도 노벨 물리학상을 받는 훌륭한 사람이 많이 나오길 기도하며 책을 펼쳐본다.

누구나 한 번씩은 다 해보는 생각을 나도 했었고, 하고 있고, 또 하겠지만 그중 몇 가지만 뽑아 보자면 무거운 비행기가 하늘을 날 수 있는 이유, 하늘은 왜 파랗고, 무지개는 왜 일곱 색깔이며 비 온 뒤 무지개가 뜨는 이유, 내비게이션은 어떻게 작동되는지, 내가 있는 이 장소를 핸드폰은 어떻게 좌표로 표시하는지에 대한 의문, 나 지금 감시당하는 거야? 그런 거야?, 마지막 병 속에 남은 비싼 참기름은 왜 끝까지 깨끗하게 흘러나오지 않는지, 오로라를 너무 보고 싶은데 왜 극지방으로 가야 하는지에 대한 호기심. 이렇듯 일상에 대해 많은 의문을 품으며 내 주위를 빙빙 돌았던 보이지 않는 물리의 세계를 들여다본다. '아는 것이 힘'이라고 했던가 이 책에는 그러한 내용이 자세히 정리되어 있다. 학교 교과서처럼 어려운 공식을 나열하고 무조건 공부하고 암기하는 방식이 아닌 일상생활의 호기심을 재미있게 몇 가지 실험을 통해 풀어 놓으면서 그것을 발견한 물리학자를 소개하는 구성이라 쉽고 재미있게 아무 장이나 편하게 접근할 수 있다.

앞선 몇 가지의 궁금증 중에 하나를 소개하자면 엄청나게 육중해 보이는 비행기가 하늘을 뜨는 이유는 바로 '베르누이의 법칙'이라고 한다. 이는 '유체의 속도가 느리면 압력은 더 커진다'로 정리할 수 있다. 비행기의 날개 단면을 정면에서 보면 물방울 같은 모양에 아랫면은 평평한데 이때 공기의 흐름을 상상해 보면 날개 위의 공기는 아래쪽 공기보다 더 긴 경로를 거쳐서 날개 뒤쪽에 도달해야 한다. 날개 위아래의 공기 흐름은 동시에 도달해야 하는데 그렇게 되려면 날개 위쪽으로 이동하는 공기의 속도가 더 빨라지게 된다. 여기서 베르누이 법칙, 유체의 속도가 느린 지점이 더 큰 압력을 받으므로 날개 아래쪽의 압력이 증가해서 날개를 위로 밀어 올리게 된다고 한다. 여기서 중요한 점은 속도다. 엔진 결함으로 속도를 내지 못하게 되면 비행기는 공기의 흐름에 맞서 이동하지 못하고 어떤 압력도 받지 못하므로 추락하게 된다는 것이다. 이거 너무 무섭잖아! 그래서 비행기를 자주 점검해 줘야 하는 이유이기도 하다.

기차가 빠르게 지나갈 때 플랫폼 가장자리에 서 있으면 안 되는 것도 베르누이 법칙에 따른 현상이라고 한다. 이유는 기차의 움직임으로 주위 압력이 낮아져 사람이 순식간에 빨려 들어갈 수 있기 때문이다. 기차역 안내방송을 잘 들어야 하는 이유이기도 하다. 다니엘 베르누이는 1700~1782년 시대의 사람으로 그 당시에도 유명한 과학자였다고 한다. 현의 진동이나 흐름과 같은 물리 현상을 수학적으로 설명하는 기법을 발전시키는 데 크게 기여했다고 한다. 어떻게 이런 천재가 다 있냐며 감탄하며 읽게 된다.

비싼 참기름을 마지막 한 방울까지 따라낼 방법이 궁금하다면 이 책을 보시길 바란다. 여기에 재미있고 알차게 설명해 놓았다. 어렵고 추상적으로만 여겨졌던 물리학, 우리를 둘러싸고 있는 모든 환경에 보이지 않는 힘이 작용하고 있다는 것을 느꼈다면 물리학의 세계로 입문할 차례다. 세상에 대한 호기심만 있다면 누구나 충분히 물리학과 손잡을 수 있으므로 이 책을 추천해 본다.