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일상생활 속 궁금했던 과학적 현상에 대한 유쾌한 해석『왜 시간은 앞으로만 갈까』. 이 책은 우리의 일상생활 속 궁금해하던 과학 현상인 '왜 태양은 밝게 빛날까?', '왜 우리는 통증을 느끼는 걸까?', '왜 지구 온난화가 일어날까?' 등에 대해 유쾌한 답을 제시하고 있다.

일상생활 속 궁금했던 과학적 현상에 대한 유쾌한 해석

이 책은 우리가 생활하면서 궁금하게 생각을 하고 있지만 자세하게 알아보지 못했던 사실들을 속 시원하게 풀어주는 책이다.
정말 너무나 평범해서 궁금증을 유발하지 않을 것 같은 내용들이지만 우리 모두 제대로 알고 있지 못하다. 예를 들어서,
왜 태양은 밝게 빛날까?
왜 우리는 자꾸 잊어 버릴까?
왜 남자는 여자보다 더 클까?
왜 인간은 광합성을 할 수 없을까?
왜 유럽은 신대륙을 식민지화했을까?
왜 남자들은 대머리가 될까?
왜 남자들에게 젖꼭지가 있을까?
왜 갓난아기와 강아지는 귀여울까?
왜 지구는 둥글게 생겼을까?
왜 하늘은 푸른색일까?
모두들 다 알고 있는 사실들이다. 태양은 빛나고, 남자는 여자보다 크고, 인간은 광합성을 할 수 없고, 남자들은 대머리가 되고 등등. 왜 그런지 한번쯤 생각을 해봤지만 그 속에 과학적인 진실들이 숨겨져 있다는 사실을 전혀 눈치채지 못하고 있는 것도 사실이다.
이 책은 이렇듯 우리가 생활하면서 궁금하게만 생각했던 것들을 하나씩 속 시원하게 풀어주는 책이다.

어렸을 때 본 달이 지금의 달보다 더 크다!

어른이 되면 누구나 추억을 떠올리며 다음과 같이 이야기한다.
“그때는 왜 그렇게 달이 크게 보였는지 모른다. 지금까지 본 것 중에서 가장 컸을거야!”
그럼 사람들은 하하하 웃고 만다. 그럴리가 있겠냐는 것이다. 하늘의 달이 옛날이라고 더 컸을리 만무하다는 생각을 한다.
그런데 어렸을 때 보았던 달이 지금의 달보다 더 큰 것이 사실이다.
달은 처음 생겨날 때부터 지금까지 계속 지구로부터 멀어져 왔다.
그리고 지금 현재에도 달은 지구로부터 점점 멀어지고 있다. 측정한 결과 달은 매년 약 4센티미터씩 멀어지고 있다. 그러므로 당신의 나이가 50세라면 현재의 달은 여러분이 태어났을 때의 달보다 지구로부터 약 2미터 더 멀어져 있는 것이고, 당연히 어렸을 때 보았던 달보다 훨씬(?)작게 보이는 것은 당연한 것이다.
이렇듯 숨겨져있는 과학적인 진실들을 밝혀주는 책이 바로 “시간은 왜 앞으로만 가는 걸까?”이다.

한 가지를 더 살펴보자.
우리는 ‘주위에 불에 잘 타는 것이 무엇일까’ 하고 생각하라고 하면 누구나 쉽게 나무라라고 이야기할 것이다. 그런데 사실 나무는 불에 타지 않는다.
정말일까? 그렇다면 우리 눈 앞에서 타고 있는 저것은 나무가 아니고 무엇이란 말일까? 정말로 나무는 불에 타지 않는다. 나무는 260도가 되면 분해가 되면서 가스가 발생하게 되는데 바로 이 가스가 불에 타는 것이다. 나무 자체는 불에 타지 않는다는 것이다.
나무는 불에 타지 않는다.

기린은 벙어리이다!

우리는 흔히 기린이 소리를 내지 않는 동물이라고 여기지만 실제로 기린들끼리는 초저주파음을 사용하여 끊임없는 대화를 나누고 있다. 그리고 호랑이나 코끼리 같이 큰 동물들도 마찬가지인데 호랑이의 경우 먹잇감을 놀라게 하기 위해 초저주파음을 사용하고 코끼리는 초저주파의 웅웅거리는 소리로 무려 6마일 이상 떨어진 곳의 다른 코끼리들과 이야기를 주고받는다. 흰긴수염고래 역시 아주 큰 초저주파음을 내는데 만약 어떤 사람이 고래의 목(또는 성대) 가까이에서 헤엄을 치고 있다면 그 사람의 뇌는 젤리처럼 되고 말 것이다! 한편 지진이나 해일 같은 자연현상에서도 초저주파음이 발생한다. 가령 쓰나미가 덮치기 전에 동물들이 그 위험을 미리 감지할 수 있는 것도 모두가 초저주파음을 들을 수 있는 능력 때문인 것으로 여겨지고 있다.

시간의 화살표는 왜 앞쪽만 가리키고 있을까?
불가사의한 물리적 현상들 중 하나가 바로 ‘왜 시간은 앞으로만 갈까’이다. 시간이 뒤로도 갈 수 있다면 얼마나 좋을까 하지만 시간은 늘 앞으로만 향하고 있다.
‘시간의 화살표(the arrow of time)’ 개념은 1927년 영국의 과학자 아서 에딩턴(Arthur Stanley Eddington: 1882~1944, 영국의 천문학자로 항성의 통계적 운동을 수학적으로 해석하여 은하계의 회전을 예견했다-옮긴이)이 시간이 한쪽 방향으로만 움직이는 것을 설명하기 위해 고안해 낸 개념이다. 여러분은 과거에서 미래로 갈 수는 있지만 그 반대 방향으로 되돌아갈 수는 없다. 예컨대 공간과 시간이 모두 모여 4차원을 이룬다고 했을 때 시간은 오직 한쪽 방향으로만 이동해야 하는 유일한 차원이다.
물리학자들이 우주에 관해 설명할 때 사용하는 모든 방정식들, 가령 중력과 전자기에 관한 방정식들은 어느 방향으로도 완벽하게 성립된다. 이 방정식들은 대칭적이고 또 ‘시간의 화살’의 방향에 의해서도 영향을 받지 않는 듯하다. 하지만 그럼에도 불구하고 시간에는 화살표가 있다. 도대체 왜 그래야만 하는 것일까?
그 자세한 내용은 책에서 살펴볼 수 있다.

왜 태양은 밝게 빛날까?
왜 식물은 녹색일까?
왜 일년은 365일일까?
왜 물은 얼까?
왜 밀물과 썰물이 생길까?
왜 물체는 불에 탈까?
왜 E=mc2일까?
왜 물에 뜨는 물체들이 있을까?
왜 사과는 땅에 떨어질까?
왜 태양계에는 이렇게 행성이 많을까?
왜 우주는 팽창하고 있을까?
왜 사람은 개 호루라기 소리를 못 들을까?
왜 철은 녹슬까?
왜 피는 붉은색일까?
왜 나무는 잎을 떨어뜨릴까?
왜 식물은 봄에 꽃을 피울까?
왜 사람은 늙는걸까?
왜 우리는 통증을 느끼는 걸까?
왜 사람은 잠을 잘까?
왜 사람에게는 46개의 염색체가 있을까?
왜 사람에게는 X 염색체와 Y 염색체가 있을까?
왜 공룡은 멸종했을까?
왜 석유는 고갈되어 갈까?
왜 바다는 푸른색일까?
왜 방사성 물질은 반감기(半減期)를 갖는 걸까?
왜 바람이 불까?
왜 지구는 둥글게 생겼을까?
왜 달에는 어두운 면이 있을까?
왜 사람은 물속에서 숨을 쉬지 못할까?
왜 시간은 앞으로만 갈까?
왜 지진이 일어날까?
왜 전구에 불이 들어올까?
왜 원자를 분열시킬까?
왜 사람은 풀을 먹지 못할까?
왜 꿈을 꾸는 걸까?
왜 하늘은 푸른색일까?
왜 얼음은 물에 뜰까?
왜 우리는 자꾸 잊어 버릴까?
왜 인간은 날지 못할까?
왜 지구 온난화가 일어날까?
왜 화산은 폭발할까?
왜 남자는 여자보다 더 클까?
왜 쇠는 자석에 달라붙을까?
왜 인간은 광합성을 할 수 없을까?
왜 우리는 빛보다 더 빨리 이동할 수 없을까?
왜 유럽은 신대륙을 식민지화했을까?
왜 바닷물은 짤까?
왜 땅은 단단할까?
왜 화성에는 생명체가 없을까?
왜 달과 태양의 크기는 같아 보일까?
왜 남자들은 대머리가 될까?
왜 때때로 휴대폰이 신호를 잡지 못할까?
왜 남자들에게 젖꼭지가 있을까?
왜 비가 오는 걸까?
왜 갓난아기와 강아지는 귀여울까?

몇백만 년이 흐르는 동안에 지구는 작은 행성 만한 크기의 물체와 충돌하게 되었고 바로 그때 막대한 양의 바위가 우주 공간으로 날아 흩어졌다. 얼마 안 있어 이 바위들이 모여 달을 만들었는데 그 후 지금까지 달의 중력에 의해 지구의 자전 속도가 계속 늦춰지고 있는 것이다. 달이 생기기 전에는 지구에서 하루의 길이는 6시간에 불과했다. 만약 달이 존재하지 않았다면 오늘날 하루의 길이는 8시간에 불과할 것이고 일년은 1,095일이나 되었을 것이다
-본문 24쪽

꿈이 진화해 온 이유는 아마도 초기의 인류가 꿈이라는 가상 현실 시뮬레이터를 통해 여러 가지 상황과 그 상황들에 대처하는 방법을 미리 연습할 수 있었기 때문이고 또 그 결과로서 낮에 임무를 더 잘 수행할 수 있었기 때문일 것이다. 특히 '위험상황 시뮬레이션 이론(threat simulation theory)'에 따르면 꿈은 위험한 상황에 대처하는 법을 미리 연습해 볼 수 있는 안전한 방법이다. 그러고 보니 왜 그렇게 부정적인 감정의 꿈을 많이 꾸게 되는지 그리고 왜 그렇게 누군가에게 쫓기고 또 위험한 상황에 처하는 꿈을 많이 꾸게 되는지 이해가 갈만도 하다.
본문 167쪽

남자가 여자보다 더 큰 진짜 이유를 들려주겠다. 사토시 카나자와(Satoshi Kanazawa)와 디아나 노바크(Deanna Novak)의 급진적인 이론에 의하면 사실은 남자가 여자보다 더 큰 것이 아니라 여자가 남자보다 더 작은 것이다. 바꿔 말해서 여자도 남자만큼 크게 성장할 수 있지만 남자보다 더 일찍 성장을 멈추기 때문에 몸의 크기가 더 작다는 것이다.
두 사람의 주장은 '다혼제 세계에서 여자는 가능한 한 일찍 사춘기에 접어들어야 좋은 짝을 만날 수 있는데 문제는 사춘기에 접어듦과 동시에 성장을 멈추게 되고 바로 이것이 키와 체구를 제한한다는 것이다. 그렇다면 여자 아이가 사춘기에 접어드는 시기를 결정하는 것은 무엇일까? 아마도 가중 중요한 요인 중의 하나는 바로 아이가 성장할 때 그 아빠가 얼마나 많은 시간을 아이와 함께 보내느냐가 될 것이다. 가령 양육에 적극적으로 참여하는 아빠를 가진 여자 아이는 아빠 없이 자란 여자 아이보다 더 늦게 사춘기에 접어드는 경향이 있다.
남자가 여자보다 더 큰 진짜 이유는 딸 아이의 성장기에 아빠가 엄마만큼 많은 시간을 딸과 함께 보내지 않아서일지도 모른다.
본문 206쪽

만약 식물이 남의 엽록소를 빌려서 광합성을 한다면 인간은 왜 그렇게 하지 못할까? 가령 조류를 먹고 사는 바다 민달팽이의 경우 조류를 먹을 때 그 속에 든 색소체만 따로 흡수하여 자신의 피부 속으로 보낸다. 그리고 색소체들은 민달팽이의 피부 속에서 새로운 삶의 터전을 마련한다. 이런 식으로 거의 10개월 동안, 즉 새로운 조류를 섭취해서 색소체를 교환하기 전까지 바다 민달팽이는 아무것도 먹지 않고 오직 색소체의 광합성에만 의지해서 살아 간다).
- 본문 215쪽