1. 지구에서 ‘중성자별 한 숟가락’을 만들 수 있을까?
‘만약 중성자별을 한 숟가락 뜰 수 있다면?’ 한 번쯤 들어보셨을 법한 흥미로운 질문입니다. 각설탕 하나 크기에 수억 톤의 무게가 나간다는 중성자별의 물질. 만약 지구로 가져온다면 그 엄청난 무게 때문에 지구를 뚫고 내려갈 거라는 이야기도 있죠. 그렇다면 지구에 있는 물질을 압축하고 또 압축해서 이런 초고밀도 물질을 만들어낼 수는 없을까요? 아쉽게도 답은 ‘아니오’에 가깝습니다. 우리가 망치로 무언가를 내리치거나, 다이아몬드 모루 사이에 물질을 넣고 강하게 누르는 힘은 ‘전자기력’에 기반합니다. 원자들이 가까워지면 서로 밀어내는 힘이죠. 하지만 중성자별을 만드는 힘은 차원이 다른 ‘중력’입니다. 오직 더해지기만 하는 중력은 상상도 못 할 질량이 모였을 때 비로소 원자핵마저 짓뭉개버리는 강력한 힘을 발휘합니다. 즉, 중성자별은 우주적 스케일의 거대한 중력이 만들어내는 작품인 셈이죠.
2. 맨발로 숯 위를 걷는 비결, ‘라이덴프로스트 효과’
이번엔 우리 주변에서 볼 수 있는 신기한 과학 현상으로 넘어가 볼까요? 뜨겁게 달궈진 프라이팬에 물방울을 떨어뜨렸을 때, 물방울이 바로 증발하지 않고 동그란 모양으로 또르르 굴러다니는 것을 보신 적 있나요? 바로 ‘라이덴프로스트 효과(Leidenfrost effect)’ 때문입니다. 액체가 끓는점보다 훨씬 뜨거운 표면에 닿으면, 순간적으로 기화하면서 액체와 표면 사이에 얇은 증기 막이 생깁니다. 이 증기 막이 일종의 단열재 역할을 해서 액체가 바로 끓어 없어지는 것을 막아주는 것이죠. 차력쇼에서 맨발로 뜨거운 숯 위를 걷는 것도 같은 원리입니다. 발에 있는 땀이 순간적으로 증기 막을 만들어 발을 보호해주는 것이죠. 단, 머뭇거리면 절대 안 됩니다! 증기 막이 사라지기 전에 재빨리 다음 발을 내디뎌야 화상을 피할 수 있답니다. 흥미롭게도, 적당히 뜨거운 것보다 아주 뜨거울 때 이 현상이 더 잘 일어나서 오히려 더 안전할 수도 있다고 하네요.
3. 빛의 속도를 포착하다: 1초에 1조 번 찍는 카메라의 세계
세상에서 가장 빠른 빛의 움직임을 눈으로 볼 수 있다면 어떨까요? 현대 과학 기술은 1초에 무려 1조 프레임을 촬영하는 초고속 카메라를 통해 이를 현실로 만들었습니다. 물론 빛 자체를 옆에서 보는 것은 불가능하기에, 빛이 날아가면서 공기 중의 입자들과 부딪혀 산란하는 빛을 촬영하는 방식이죠. 이 기술 덕분에 우리는 빛이 사과에 닿고 그림자가 서서히 생기는 찰나의 순간을 슬로우 모션 영상처럼 볼 수 있게 되었습니다. 이 기술은 단순히 신기한 영상을 만드는 데 그치지 않습니다. 화학 반응이 일어날 때, 물질 A가 B로 변하는 중간의 ‘전이 상태’를 직접 관찰할 수 있게 된 것이죠. 이전에는 상상만 했던 분자들의 움직임을 직접 눈으로 확인하게 된 것인데, 이는 과학계의 눈부신 발전 중 하나로 꼽힙니다. 다만, 1초만 촬영해도 하드디스크 수천만 개가 필요할 정도의 어마어마한 데이터가 생성된다는 점은 아직 해결해야 할 과제입니다.
4. 태양계를 찾아온 두 번째 손님, ‘3I/아틀라스’의 정체는?
2017년, 길쭉한 시가 모양으로 태양계를 스쳐 지나간 첫 번째 외계 손님 ‘오우무아무아’를 기억하시나요? 그리고 올해 7월, 태양계 밖에서 온 두 번째 손님이 발견되었습니다. 바로 ‘3I/아틀라스’입니다. 이 손님은 오우무아무아보다 훨씬 큰 지름 5km의 거대한 크기를 자랑하며, 여러 가지 미스터리한 행동을 보여주고 있습니다. 보통 혜성은 태양에 가까워져야 가스 꼬리가 생기는데, 아틀라스는 목성 궤도 근처의 먼 거리에서부터 꼬리를 보이기 시작했습니다. 심지어 한때는 꼬리가 태양 반대편이 아닌, 태양을 향하는 것처럼 보이기도 해 마치 ‘역추진’을 하는 듯한 모습으로 관측되기도 했죠. 가장 흥미로운 점은 아틀라스의 비행 경로가 거의 완벽하게 태양계 행성들의 공전 궤도면과 일치한다는 것입니다. 마치 최적의 경로를 계산해서 날아오는 듯한 모습에 SF적인 상상력을 자극하고 있죠. 아틀라스는 오는 12월 초, 지구에 가장 가까이 다가올 예정이라고 하니, 과연 어떤 새로운 모습을 보여줄지 기대가 모아집니다.
