우주비행사들은 우주 공간에서 어떻게 볼일을 볼까?

웃을 일이 아니다. 우주비행사라도 볼일은 봐야 하니 이것은 심각한 문제이다. 한번 생각해 보자. 지구에 있는 보통의 화장실이라면, 변기 위에 앉아 중력의 힘을 빌려 배설물을 정확하게 낙하시키면 그만이다. 하지만 우주에서는 이 중력에 기댈 수 없다는 게 문제이다. 우주에서 물체는 낙하하지 않고 둥둥 떠다닌다. 그래서 과학자들은 첨단 기술의 진공 청소기를 이용하는 것을 생각해 냈다.
우주비행사들은 특수 제작한 변기 위에 한 치의 오차도 없이 정확하고 확실한 자세로 앉는다. 변기의 좌석에 비행사의 특정 부위의 피부가 빈틈없이 밀착되어야만 이물질이 새어나와 선실 안을 둥둥 떠다니는 끔찍한 상황을 예방할 수 있는 것이다.
다음으로 비행사가 변기 내부에 장치된 송풍기의 스위치를 올리면, 부드러운 흡입력이 발생해서 배설물을 변기 속으로 빨아들인다. 단단한 물질은 특수한 주머니 속에 모이게 되고, 젖은 물건은 주머니를 통과하여 파이프를 지나 저장 탱크로 모이게 되는 원리이다.
비행사는 볼일을 마치면 변기 뚜껑을 단단히 조여 닫고, 밸브를 열어 변기 내부의 공기가 우주의 진공 속으로 빠져나가게 한다. 그렇게 하면 고형물에 들어 있는 습기는 순식간에 증발하게 된다. 또 간단한 특수 장치를 이용해서 남은 물질을 한데 모은 후, 우주선이 지구로 귀환했을 때 처리할 수 있도록 저장해둔다.
어떤가, 탄복을 자아내지 않은가? 그런데 이 장치가 제대로 작동되지 않았을 경우 어떻게 해야 할까? 여기 몇 가지 저장 방식이 있다. 아무리 최첨단을 향유하는 우주비행사일지라도 이때는 가장 원시적인 방법에 의존해야 한다. 바로 ‘아폴로 봉지’이다. 아폴로 우주선의 비행사들이 그것을 처음 사용했다고 해서 이름 붙여진 이 봉지는 실상 단순한 비닐봉지를 말한다. 사용법은 단 하나! ‘새지 않도록 피부와 정확하게 밀착시킨 후 쓸 것!’ 단지 그것뿐이다.


파리, 천장 착륙의 비밀!

궁금할 것도 없는 문제라고 생각할 수도 있다. 천장에 다리를 붙이고 매달려 있는 파리의 모습에 새삼스러울 것이 무엇이 있겠는가?
하지만 생각해보라. 파리가 천장을 향해 날아갈 때면 똑바로 날아간다. 파리는 배영을 하듯 배를 하늘로 향하고 나는 것이 아니다. 그런데 천장에 착륙한 모습을 보면 파리는 등을 땅을 향한 채로 거꾸로 매달려 있다는 것이다. 말하자면 파리는 어느 시점에서인가 분명히 몸을 뒤집는 것이다. 그러나 언제, 어느 지점에서, 어떻게, 녀석은 몸을 뒤집는단 말인가?
이와 관련해서 오랜 기간 동안 많은 지지를 받아왔던 이론은 파리가 착지하기 직전에 ‘옆으로 구르기’를 한다는 것이었다. 몸을 옆으로 재빨리 돌려 천장에 발을 안착시킨다는 설명이다. 물론 그것은 초고속 촬영이 가능한 카메라가 나오기 전의 이론이다. 과학자들은 초고속 카메라로 비로소 진상을 확실히 파악할 수 있게 되었다. 1초에도 수십 장을 찍을 수 있는 이 카메라로 파리가 천장에 착륙하는 동작을 포착할 수 있었던 것이다.
‘옆으로 구르기’ 이론에 의심을 품지 않았던 사람들에게는 당혹스러운 일이겠지만, 파리의 착지 동작은 옆으로 구르기와는 거리가 멀었다. 파리가 천장에 착지를 시도할 때 보이는 모습은 공중그네 곡예사가 공중을 날아 반대편 그네를 잡을 때의 모습과 비슷하다. 파리는 천장에 다가가면서 앞다리를 머리 위로 들어올린다. 그리고 앞발을 천장에 내딛음과 거의 동시에 여섯 개의 발 전부가 천장에 안착될 때까지 몸의 나머지 부분을 돌려 내려놓는다. 물론 파리는 제 발바닥에 있는 점성 물질 덕분에 천장에 안심하고 매달려 있을 수 있다.
그렇다면 천장에서의 이륙은 어떻게 이뤄지는가? 그것에 대해서는 아직 단서가 전혀 없다. 쉽게 생각해서 그냥 떨어지면서 휙 하고 날아가 버린다고도 볼 수 있지만, 어쨌든 파리가 천장에서 어떻게 이륙하는지는 파리가 천장에 거꾸로 착지하는 것에 비해서 사람들의 궁금증을 덜 자아내는 것이 사실일 것이다. 그 의문의 해결은 다음 세대의 좀더 극성스런 파리 전문가에게 넘기도록 하자.


지구가 둥글다는 것을 어떻게 알 수 있는가?

쉽다. 사진 한 장만 보면 단박에 답할 수 있는 질문이다. 즉 우주비행사들이 찍은 사진을 보면 둥글게 나와 있다. 그러나 좀더 까다롭게 의문을 품으면 이런 질문이 나오지 않을까? “우주에서 지구를 볼 수 없다면 우리는 어떻게 지구가 둥글다는 것을 알죠?”
증명 1. 쌍안경을 들고 해변으로 가보라.
그 다음 바다로 향하는 배 하나를 주시한다. 수평선 너머로 배가 가라앉듯 사라지는 것이 보인다. 처음에는 선체가, 다음에는 조종실이, 마지막으로 돛대가 수면 아래로 잠기는 게 보일 것이다. 그런데 물에 빠진 사람들을 구하려고 해안 경비대가 황급히 출동하는 것이 아닌가? 저기 저 헬리콥터까지! 이런, 실없는 농담을 했구나. 이제 수평선 너머로 사라지는 다른 배도 주시하라. 배가 수평선 너머로 사라지는 것은 그 배가 지구의 곡면을 지나 시야에서 벗어났기 때문이다. 이로써 지구가 둥글다는 것이 증명된다.
증명 2. 야외로 나가 밤하늘의 별을 올려다보라.
가장 밝은 별인 북극성을 찾는다. 지구에서 바라볼 수 있는 밤하늘의 모든 별은 북극성 주위를 돌고 있는 것처럼 보인다. 이는 그 별이 똑바로(거의 똑바로) 북극 정수리에 자리잡고 있기 때문이다.
이제 북극성을 생생하게 확인했던 그 자리에서 남쪽으로 7,000킬로미터 이상을 내려간다고 하자. 당신이 남쪽으로 내려갈수록 북극성은 저 하늘 아래쪽으로 점점 가라앉는다. 당신이 적도에 이르면, 북극성은 겨우 보일 듯 말 듯한 모습으로 지평선에 걸려 있다. 그리하여 적도 이남으로 넘어서면 북극성은 아예 보이지 않게 된다. 거기다 당신들은 북반구에서는 볼 수 없는 성단(星團)을 목격할 수 있을 것이다. 가령 지구 남쪽에서 떠오르는 남십자성도 그에 속한다. 지구가 둥글지 않고서야 이런 현상이 일어나겠는가.
증명 3. 월식 때를 기다린다.
월식은 지구가 태양과 달 사이에 끼면서 그늘을 만들고 이로써 달이 어두워지는 현상을 말한다. 이때 달에 드리워진 그늘은 항상 둥근 모양이다. 이는 지구가 둥글다는 사실을 말해준다. 그런데 사실 달에 비치는 그늘이 완전히 둥근 모양은 아니다. 다시 말해 볼링공같이 둥근 모양이 아니라 접시같이 둥근 모양이다. 그러나 이 점이 지구가 둥글다는 사실을 흐지부지하게 만드는 것은 아니다. 오히려 이 사실을 확인하는 단서가 된다.
증명 4. 철학적인 방법을 동원하여 밝혀보자.
그저 앉아서 머릿속으로 상상해보는 것이다. 맨 처음 드는 생각이 다음과 같지 않은가? ‘해와 달은 둥글다. 지구라고 해서 다를 이유는 없다.’
그 다음엔 이런 생각이 들 수도 있을 것이다. ‘비누거품을 불면 둥근 공 모양으로 부풀어 오른다. 이처럼 비누 거품이 둥근 것은, 구형의 표면적이 일정한 부피를 담아내는 데 가장 최소치이기 때문이다. 즉 공 모양(구체)이 가장 효율적인 형태라는 것이다. 풀이하면, 비누 거품은 둥글게 모양을 잡는 것이 가장 쉽다. 그러므로 최초의 지구 역시 용암 덩어리 상태로 우주에 떠 있다가 결국에는 비눗방울이나 공 모양의 형태를 갖추게 되었으리라 추리할 수 있다.’

<b>‘상식’의 결핍이 불이익이 되는 세상</b><br/><br/>“지식이 힘이다.” 16세기에 태어나 17세기까지 유럽을 풍미한 영국 철학자 베이컨의 말이다. 또 하나, 21세기에 태어난 신조어 ‘인포테인먼트(Infotainment)', 즉 지식까지는 가지 않더라도 다양한 분야의 상식과 오락을 접목시킨 방송 프로그램들이 있다. <스펀지>, <지식채널 e>, 거기다 수많은 퀴즈 프로들……. <br/>이제 상식의 유용성, 상식의 오락화, 상식의 방향성을 이야기할 때이다. 상식은 하나의 상품으로서, 시대의 장식품이 되어 가고 있다. 품격 있는 에세이스트 고종석은 ‘문학’을 장식품이라고 말했지만, 어쨌든 상식도 장식품이 아닐까. 예컨대 그것을 소유하지 않는다고 해서 병에 걸리거나 죽지는 않지만 소유하지 않는 대신 큰 불편을 겪거나 ‘상식적’이지 못한 교양 없는 사람으로 낙인 찍혀 자기가 속한 무리에서 따돌림을 당할 수도 있다. 또 그 상식(이나 정보)을 미처 알지 못해서 좋은 기회를 놓칠 수도 있다. <br/>결국 ‘상식의 결핍’이 불이익이 되는 세상에서 우리는 살고 있다. <br/> <br/><b>과학 안의 상식들을 재미있게 비틀고 조롱하다</b><br/><br/>인포테인먼트를 다루는 공중파 방송과 인터넷의 영향으로 사소한 궁금증을 흥미진진하게 풀어주는 책들이 서점가를 풍미하고 있다. 사소하지만 현대인의 일상생활과 긴밀히 연결되어 있는, 의미 있는 궁금증을 풀어주었던 이러한 책들은 독자들에게 즐거움과 재미를 안겨주며, 나름대로 영향력을 가지고 독서 시장의 한자리를 차지하는 쾌거를 이루었다. 작은 궁금증에 대한 해답과 지식을 얻는 것에서 출발하여 더 넓고 깊은 지식으로 성장해 나아갈 수 있다는 점에서, ‘작은 것이 아름답다’는 모토는 아직도 유효하다. 지식과 정보가 단순히 엘리트나 전문적인 지식인만의 전유물인 시대는 갔다. 지식이 대중화되면 그것이 곧 상식이 되는 것이다. 이러한 상식들은 역동적이고 밝은 독자들을 만나 더욱 생기 있는 빛으로 향유된다.<br/>『자연과학 상식사전』은 탄탄한 정보력과 박식함으로 무장한 <스트레이트 도프 The Straight Dope>라는 칼럼 시리즈로, 상식에 관한 칼럼에서는 전설적인 인물이 된 에드 조티가 쓴 책이다. 그는 흥미로운 상식에 대한 끊임없는 도전으로 이 분야의 고전을 완성해냈다. 『자연과학 상식사전』은 특히 ‘과학’이라는 전문적인 분야에서 상식을 이끌어낸 에드 조티의 기념비적 저작이다. <br/>이 책이 칭송받는 이유는 다양하고 흥미로운 과학 원리들에 대한 정확한 답변과 놀라운 정보 수집력 때문이기도 하지만, 어렵고 전문적인 과학적 담론들을 풍자를 곁들여 가며 쉽고 유쾌하게 설명하는, 그만의 위트 넘치는 필력을 언급하지 않을 수 없다. 이는 기존의 여느 트리비아(trivia. 여러 가지 잡동사니 상식) 책에서는 볼 수 없었던 시도이다.<br/>예컨대 이 저명한 칼럼니스트는, ‘섭씨’는 전 세계적으로 사용하는 온도눈금인데 유독 미국은 ‘화씨’를 고집하고 있음을 지적하면서 세계 유일무이한 강대국의 튀는 행동을 은근히 비판한다. 이렇듯 쉽게 해답을 구할 수 있는 질문에서부터 인류가 아직 풀어내지 못한 문제에까지 파고드는 정신이 담겨 있어, 책의 깊이가 더해진다. <br/><br/><b> 유통기한 지난 근거없는 과학상식은 가라!</b><br/><br/>이 책은 단순히 인터넷만 뒤지면 찾을 수 있는 출처불명의 잡다한 얘기가 아니라, 더 깊은 지식과 사유로 나아가기 위한 단계를 마련해주는 과학상식들로 가득 차 있다는 점이 특히 돋보인다.<br/>우리는 입시위주의 제도교육 속에서 수많은 과학적 궁금증을 풀어낼 기회가 거의 없었고, 언젠가는 이러한 궁금증을 해소할 날이 있겠지 하는 막연한 기대만으로 살아왔는지 모른다. 그러다 어느 날 갑자기 ‘인터넷’이라고 하는 괴물이 토해내는 무책임한 정보들에 속수무책으로 우리의 궁금증을 함몰시키고 만 것이다. 특히 과학정보는 소수만이 차지할 수 있는 전문적인 지식이기 때문에, 수많은 과학적 사실들이 근거 없는 이론으로 윤색되어 퍼지는 것은 어찌 할 도리가 없는 것이기도 했다. <br/>이제 유통기한이 지난 근거 없는 과학상식들에게 작별을 고해야 할 때가 왔다. 물론 『자연과학 상식사전』이 그 환송단 대열의 맨 앞에 위치해 있다. <br/><br/><b> 과학적 유희를 찾아 유목하는 마니아를 위한 책!</b><br/><br/>지식 정보 수집에 탁월한 끼를 발휘하는 연륜 있는 내공자, 에드 조티는 우리가 지닌 과학상식의 오류에 도전장을 던진다. 그는 우리의 머리에 입력된 과학상식의 80%는 틀렸다는 말로 문제의 심각성을 지적한다. 이러한 그의 지적은 타당하다. 왜냐하면 우리 인간은 지식이나 정보 문제에 대해서는 생각보다 남의 말을 쉽게 믿는 경향이 있는 듯하기 때문이다. 전문성을 요하는 과학상식은 특히 그러하다.<br/>조티는 이처럼 당연하게 받아들여지고 있는, 세간을 떠도는 과학상식들에 대해 의심을 품고 도전해보라고 독자들을 독려한다. 그것이 바로 상식을 넘어 지식으로 나아갈 수 있는 바탕이 되기 때문이다. 그리고 그러한 길로 나아가는 데 이 책을 훈련수단으로 삼아줄 것을 권하며, 그것이 이 책의 진정한 의미라고 말한다. <br/>이 책에 수록된 여러 질문중 어떤 것들은 도무지 과학적이지 않거나 살아가는 데 아무런 도움이 되지 않는 것처럼 보인다. 가령 동양 사람과 서양 사람의 눈 구조 차이를 안다고 해서 무엇이 바뀌겠으며, 자정 12시가 오후에 속하는지 오전에 속하는지, 들고양이가 유독 밤에 활동하는 생물학적 이유가 무엇인지 등에 대해서 안다고 세상이 바뀌지는 않는다. 그러나 그런 식으로, 실제 생활에 별로 소용이 없는 문제라고 해서 남들이 말하는 것을 다 믿어버린다면, 과학 속에서 재미있는 상식들을 찾아낸다거나 또는 상식이 지식으로 발전하는 일은 기대할 수 없다는 게 저자의 생각이다. 그는 과학자처럼 끊임없이 의심하는 자세를 가질 것을 주문한다. 특히 과학상식이란 이러한 탐구적 사고 없이는 얻어지는 것이 아무 것도 없음을 강조한다.<br/>에드 조티는 이러한 인식론을 바탕으로 쉽게 얻을 수 있는 해답만 늘어놓는 것이 아니라, 우리 인간이 지금으로서는 풀 수 없는 과학적 미스터리에까지 도전하여 답을 모색하는 자세를 보여준다. 틀린 사실을 그대로 믿어버리는 것도 잘못된 일이지만, 남들이 아무도 밝혀내지 못한 문제라고 해서 계속 묻어두다가는 과학적 인식의 발전을 이루어내기 힘들다는 것이다. <br/>어쨌든 정확한 과학적 사실을 얻으므로써 상식의 범위를 넓혀나가는 것도 중요하지만, 그것을 찾아가는 여정도 중요하다는 점에서 이 책은 아주 좋은 도구가 될 것이다. 그렇기 때문에 이 책은 세 살짜리 아이도 이해할 만한 용어는 물론이고, 과학에 대한 도전을 위해 필요하다면 조금 ‘어려운’ 용어까지 과감하게 사용한다. 그리하여 보편적이지 못한 과학적 지식의 한계를 쉽게 풀어낼 뿐 아니라 과학적 사고의 틀을 형성하는 방법도 함께 제시한다. <br/>정확한 과학상식을 담기 위해 최선을 다했을 뿐 아니라, 과학의 미제(未題)들에 대한 도전의식도 자극하는 이 책은, 독자들로하여금 지식으로의 전진을 유도하는 계기를 마련해줄 것이다. <br/>