By ◈ 잘라지는 스파게티의 비밀
‘온전할 수 없다면 산산히 부서지는 길을 택하겠다’
스파게티가 말을 할 수 있다면, 생 스파게티 국수를 자르기 위해 휘게 할 때 아마도 이렇게 외치지 않을까?
실제로 생 스파게티 국수 한 가닥을 잡고 깨질 때까지 천천히 구부리면 항상 여러 조각으로 부서진다. 두 조각으로 만들기 위해 아무리 애를 써도 절대 두 조각이 되진 않는다.
무슨 사연으로 스파게티 국수는 이렇듯 결연한 의지를 보이는 것일까?
이를 연구한 파리 6대학의 Basile Audoly와 Sébastien Neukirch에 따르면 이유는 이렇다.
스파게티의 한쪽 끝을 고정하고 다른 한쪽 끝을 고정된 쪽으로 구부렸다가 손을 떼면 아주 잠깐 스파게티 국수가 일직선을 이룬다. 이 때 굴절 파가 국수 가닥을 따라 고정된 국수의 다른 끝을 향해 번져가게 되고 이로 인해 첫 균열이 생기면 즉시 국수 대를 타고 탄력적인 파동이 번져나간다. 이러한 파동은 두 개의 조각의 균형적인 분열을 일으키는 것이 아니라 스트레스를 증가시키면서 일련의 새로운 분열들을 조장함으로써 국수가 산산조각 나게 만드는 것이다.
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| 스파게티를 휘게 하여 둘로 자를 수 있을까? 각자의 부엌에서도 손쉽게 실험을 해볼 수도 있을 것이다. 생 스파게티 국수 한 가닥을 잡고 깨어질 때까지 천천히 휘게 한 다음 몇 조각으로 잘라졌는지 세어보자. 만약 두 가닥으로 깨끗하게 깨졌을 것을 기대한다면, 봉투 속에 들은 모든 스파게티 국수를 다 잘라버리도록 아무 성과를 얻지 못할 것이다. 그런 방식으로는 절대로 둘로만 잘라지지 않는다. 이는 무엇보다도 물리적인 현상이다. 생 스파게티 국수는 항상 여러 조각으로 잘라질 것이라고 파리 6 대학 (Pierre et Marie Curie 대학)의 연구원들은 설명한다.
노벨 물리학상 수상자인 Richard Feynman는 이 현상에 대한 설명을 찾기 위해서 아마도 밤새 내내 스파게티 국수를 부러뜨렸을 것이다. 파리 6대학의 Basile Audoly와 Sébastien Neukirch는 가늘고 유연한 국수 대가 아주 강한 굴곡으로 휠 때 어떻게 반응하는지를 연구하기 위해서, 단순화시킨 투석기의 모델을 사용했다. 스파게티나 혹은 기타 탄력 있고 부숴지기 쉬운 물질로 이루어진 대의 한쪽 끝을 받침대 안에 끼워 고정시키고 다른 한쪽 끝을 천천히 휘게 하면서 고정된 한쪽 끝 가까이로 구부린다. 대가 움직이지 않는 상태에서 고정시키지 않은 한 끝을 놓는다. Audoly와 Neukirch는 국수 가닥의 길이를 따라 커브의 진행을 지배하는 탄성 방정식을 분석하면서 대의 변화를 관측할 수 있었다. 우선 고정되지 않은 국수의 끝이 놓여졌을 때 아주 짧은 시간 동안 다시 일어선다. 이에 따라 굴절 파가 국수 가닥을 따라 고정된 국수의 다른 끝을 향해서 번져가게 된다. 첫 균열이 생기는 즉시 국수 대를 타고 탄력적인 파동이 번져나간다. 이러한 파동은 두 개의 조각의 균형적인 분열을 일으키는 것이 아니라 스트레스를 증가시키면서 일련의 새로운 분열들을 조장하게 된다. 두 연구원은 스파게티에 대한 자신들의 주장을 시험하면서 이들 국수 가닥이 빠른 속도로 잘라지는 촬영을 하였다(http://www.lmm.jussieu.fr/spaghetti/ 사이트 참조). 이 모델은 유리 섬유나 메탈타이 (metal tie) 등 다른 소재에도 적용될 수 있다고 Audoly와 Neukirch는 설명한다. 이들의 작업은 Physical Review Letters에 실렸다. 주) 위 내용은 Sciences et avenir와 Revue pour la Science (www.pourlascience.com)에 실린 요약을 함께 참조했음. |
재미있는 부분이 있는 연구이므로 언제 한번 자세히 들여다 볼 필요성이 있을듯하다.(논문 홈페이지)ps. 나중에 KBS에서 방송하는 ‘스펀지’에서 스파케티는 대부분 3도막 난다는 내용을 방송되었음!
