최근 한 온라인 커뮤니티에서 “현대 과학의 15가지 미스테리”라는 게시물이 올라와 많은 네티즌들의 궁금증을 자아냈다.

1. 인간이 블랙홀에 빠지면 어떻게 될까?

옛날부터 물리학자들 사이에서는 “사람은 블랙홀에 떨어지면 다른차원으로 갈 때까지 자신이 떨어지고 있는 것을 깨닫지 못할 것이다” 라고 전해져 왔지만 2012년 발표된 이론에서는 “엄청난 화염의 벽에 부딪혀 순식간에 숯이 될지도 모른다” 라고 했다. 또 다른 이론에서는 블랙홀에 가까워진 인간은 중력에 의해 신체가 늘어나면서 죽는다고 하는데 이를 물리학자들 사이에서는 스파게티 피케이션 현상이라고 부른다. (스파게티처럼 길게 늘어지기 때문). 참고로 중심에 가까워질수록 늘어난 몸이 결국 분리되면서 그후로 점점 분해되어 가루가 된다고 한다. 상상하기 싫은 일이지만 물리학이 앞으로 증명해야 할 과제 중 하나인 것이다.

2. 토마토는 왜 인간보다 유전자가 많은 것인가?

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토마토는 3만개의 유전자로 구성되어 있지만 인간은 2만개~3만개의 유전자로 구성되어 있다. 이 문제는 오랫동안 식물학자를 괴롭혀 온 “C밸류 역설”이라고 하는 문제이다. C밸류 역설은 “생물의 DNA의 크기가 진화의 정도와 일치하지 않는 현상”을 말한다. 이 문제에 도전하는 이론은 몇가지 있지만 아직까지 미해결 상태이다.

3. 플라시보 효과는 어떻게 해서 일어나는 것인가?

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우리말중에 “개똥도 약에 쓰려면 없다.” 라는 말이 있다. 이말은 옜날에 원인모를 병에 걸려 해결방법을 모를 때 염소똥이나 알 수 없는 것을 환자들에게 “이 약을 먹으면 나을 것입니다” 라고 의식시켜 준 뒤 염소똥을 먹게하면 원인 모를 병이 낫는 경우가 더러 있었다고 한다. 이러한 현상을 프라시보 현상이라고 한다. 비록 의사가 준 약이 똥이나 설탕 덩어리라 해도 그게 정말 자신의 병에 듣는 약이라고 믿고 먹으면 병이 낫는 다는 것이다. 게다가 플라시보 효과는 약에만 일어나는 현상은 아니다. 예를들어 이런 것이다. 마취 수술후 잠에서 깨어난 환자에게 “수술은 성공적으로 되었고 지금 회복하는 중이다”라고 전해주면 정말로 회복된다는 것이다. 중요한것은 실제로 수술은 하지 않았다는 것이다.

4. 화성 탐사기 바이킹이 1970년대에 발견한 생명은 무엇이었나?

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화성 탐사기 바이킹은 1976년에 외계 생명체를 찾기 위해 3번의 실험을 실시했다. 첫번째의 실험 결과는 “생명 반응이 있다” 였지만 그 후 두 결과는 “생명 반응 없다” 였다. 그래서 1970년대에는 이 생명 반응이 있다는 결과는 어떠한 실수라고 생각했다. 그러나 2012년 NASA의 연구 팀이 발전된 과학 기술을 가지고 당시의 실험 결과를 다시 해석해 보니 놀랍게도 정말 “생명이 있을 가능성이 높다” 라는 결과가 나왔다고 한다. 과연 화성에 살고 있던 생명은 무엇이었던 것일까?

5. 지구가 탄생한 후 짧은 기간안에 물이 생겨난 이유는?

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지구가 탄생했을 때 태양은 지금만큼 뜨겁지 않았다. 그러므로 지구상의 얼음이 녹는 것은 불가능했다고 한다. 이렇게 생각하면 왜 24억년에서 38억년 전에 수분이 이미 지구상에 존재하고 있었는가?라는 의문이 떠오른다. 이러한 의문을 해석하려는 이론은 여럿 있었지만 모두 완전한 설명이 되지 못했다고 한다.

6. 우주인은 어디에 있는가?

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이것이 흔히 말하는 “페르미 역설”이라는 모순이기도 하다. 은하계에는 태양보다 오래된 행성이 수십억개도 존재하고 있다. 만일 그 중 몇개는 지구 같은 환경을 지니고 있으며 거기에는 지적 생명체도 존재하고 있다고 하자. 그 지적 생명체 중의 소수는 우주 공간을 마음대로 지나다닐 정도의 지능을 가지고 있을지도 모른다. 그러나 그렇다고 한다면 왜 그들은 우리를 만나러 안 올까? 물론 “우주인은 존재하지만 우주 공간을 마음대로 지나다닐 문명 수준이 아니다” “우주인은 원래 존재하지 않으니 그 가정은 성립되지 않는다”등등 이러한 이론은 자주 제시되고 있지만 아직도 결론은 나오지 않았다.

7. HNLC해역에만 식물 플랑크톤이 적은 것은 왜일까?

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남극 대륙의 일부 바다에서 “HNLC해역”라는 해역이 존재하는데 이곳은 고농도의 영양염이 있음에도 불구하고 식물 플랑크톤이 별로 없다. 이 문제는 “남극 역설”이라 하며,”철의 부족이 원인인 것이 아닌가?” 라는 공통의 이론은 나오고 있지만 완벽한 설명은 아직 이루어지지 않는다.

8. 인간보다 몸이 큰 생물이 인간보다는 암이 걸리지 않는 이유

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본래 암이란 세포의 유전자가 돌연변이를 일으켜 증식이 조절할 수 없이 세포 수가 폭발적으로 늘어나기 때문에 일어나 증상의 일을 말한다. 그렇다면 본래 세포의 수가 많은 “거대한 생물” 일수록 암이 되기 쉬운 것이라고 생각된다. 그러나 지금까지의 관측 또는 연구에 따르면 생물의 크기는 암 발생률은 관계가 없다고 알고 있다. 이것은 일반적으로 “페트의 역설”이라고 하여 생물학자”리처드 페트”로부터 유래한다. 지금까지 왜 세포 수가 많음에도 불구하고 암 발생률이 안 오르는지는 의문의 상태다.

9. 우주 공간에 대량으로 있을 리튬은 어디 있는가?

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현대의 물리학 이론에서는 우주에는 다량의 리튬이 존재하는 것으로 관측되고 있다. 그러나 실제로 우주 공간의 리튬량을 계산해 본 결과 이론의 3분의 1의 리튬밖에 관측되지 않았다. 태어나지 얼마 지나지 않은 별에 존재하는 물질의 비율은 우주 탄생 순간에 존재했던 물질과 비율과 비슷할 것이니 물리학자가 생성된지 얼마 지나지 않은 별의 리튬량을 관측해 보았는데 역시나 리튬의 양이 현저히 낮다고 한다. 도대체 우주 공간에 존재할 리튬은 어디로 가 버린 것일까?

10. 왜 자석은 반드시 N극과 S극을 가지는가?

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예를들어 S극과 N극을 가진 자석을 둘로 나누면 한쪽은 S극 한쪽은 N극이어야 할 텐데 몇번이나 자석을 둘로 나누어도 그 조각은 반드시 N극과 S극 모두를 가진다. 양자 역학에 따르면 자석의 한쪽의 특성(N극 또는 S극)만을 가진 “자기단극자 “라는 것이 존재해야 한다고 한다. 최근 이 자기 단극자가 어느 실험실에서 만들어졌다고 하지만 그러한 특수 환경이 아닌 자연세계에서 자기단극자를 가진 자석을 볼 수는 없다.

11. 영국의 해안선의 진짜 길이

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해안선을 자로 재는 경우 길이를 측정하는 것은 간단하다고 생각할 것이다. 그러나 보다 작은 자를 써 보면 큰 자로는 눈치채지 못한 작은 울퉁불퉁한 곳을 깨닫기 시작한다. 그렇게 하면 원래 있던 작은 소수 점 이하의 오차가 드러나는 “완벽한 해안선의 길이를 재기”는 어렵다고 한다. 이것을 “프랙탈”이라고도 한다.

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일단 완벽하지 않다라고는 하지만 “어느정도”의 길이를 측정하는 것은 가능하다. 영국 정부 육지 측량부에 의하면 1:10000비율로 계측한 경우 영국의 해안선 길이는 약 17819.88킬로미터라고 한다. 하지만 아직도 정확한 해안선의 길이는 측정이 불가능하다고 한다.

12. 태양의 대기가 열을 방출하는 표면보다 뜨거운 이유는?

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태양 대기 코로나로 불리는 이 가스층은 때로는 수백 km먼저 그 열풍을 분사할 때도 있는데 그 온도는 섭씨 200만도를 넘는다. 그러나 그 열의 중심인 태양의 표면(채층)은 단 5000도 이다. 이 이유는 아직도 해석되지 않고 있다.

13. 에오세 시대에 지구가 더웠던 이유

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에오세시대란 지금으로부터 약 5600만년부터 3400만년 전 시대를 의미 한다. 에오세 시대와 신생대는 시대의 하나이며 이 시대는 공룡 등의 대형 동물이 멸종해 새로운 포유류나 조류가 발생된 시대로 명명되었다. 이 시대에는 약간 기온의 저하가 보였지만 에오세시대에는 기온이 대폭 상승해 약 섭씨 15도에서 20도로 신생대 중 가장 기온이 높은 시대였다고 한다. 하지만 이 시기의 기온 상승에 대한 명확한 이유는 아직도 해명되지 않고 있다. 우리가 사는 이 시대에도 어느날 갑자기 기온이 올라가거나 내려 갈 수도 있다는 것이다.

14. 화성에 있는 검은 얼룩은 도대체 어디로부터 오는 것일까

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위의 사진에 있는 화성의 검은 얼룩은 화성이 따뜻해지는 시기에 갑자기 산 꼭대기 부근에서 나타나 물처럼 산 정상을 타고 흘러내린다. 그리고 추운 시기에 들어가면 서서히 그 모습을 지워 간다. 이를 본 과학자들은 처음엔 얼음이 녹아 그 물이 산 꼭대기에서 흘러나오는 것이라는 가설을 세웠다. 그러나 NASA의 화성 조사기 “마스 리코넷 산스 오비터”는 수분을 관측하지 않았다고 한다. 도대체 화성에 있는 이 검은 얼룩은 무엇일까…?

15. 기원을 모르는 우주 선(Cosmic ray)은 도대체 어디서 오는 것?

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GZK한계라는 것은 이론상 우주 선이 가진 에너지의 한계의 말하는 것으로 아인슈타인의 상대성 이론에서 제기되는 이론의 하나이다. 그러나 물리학자들은 이들의 이론에 들어맞지 않는 GZK한계를 돌파한 우주 선을 관측했다. 이 우주 선이 도대체 어디에서 발사된 것인지 아직도 그 수수께끼는 밝혀지지 않았다.

과학은 나날이 발전하고 있다. 하지만 아직도 인간의 힘으로는 풀 수 없는 수 많은 미스테리가 이 세상에 존재한다.

특히 우주와 같은 인간이 정복하지 못한 영역에 대한 미스테리는 아직도 수수께끼로 남아있다.

이미지 출처= 온라인 커뮤니티 “유머북”