5월의 작은 선인장

11. 핵폭탄은 지구를 회전시킬 수 있을까?

이건 파동에 대한 좀 어려운 이야기가 될 것 같다.

초등학교 교과서에 보면 파동은 매질이 제자리에서 왕복운동을 하기만 하는 것이라고 나와있다.^[각주:1] 그래서 바다에 떠있는 물체는 파도에 밀려 움직이지 않고 그자리에 그대로 있게 된다. 바다에 떠있는 물체가 움직이는 것은 파도에 의해서가 아니라 바닷물의 흐름(해류)이나 공기의 흐름(바람)때문이다.

핵폭탄이 폭발하면 발생하는 것은 어떠한 흐름이 아니라 강력한 파동이다. 그렇다면 이 파동이 흐름을 만들어낼 수 있을까? 그렇지는 않다. 각각의 핵폭탄의 폭발은 커다란 파동을 만들어낼 뿐인데, 이 파동의 영향은 대칭으로 움직일 뿐이다. 이러한 폭발들이 어떤 방향을 갖고 겹친다고 하더라도 역시 흐름은 생겨나지 않는다. 왜냐하면 파동은 각각 독립해서 음직이기 때문이다. 파동이 전달되는 순간을 잘 맞춰서 폭발시킨다고 하더라도 이는 잠깐동안의 파동의 중첩뿐이다. 이렇게 중첩되어 생긴 에너지 또는 운동량으로는 아무것도 할 수 없다. 왜냐하면 반대쪽으로 향해 간 파동들도 흩어져서 강도만 약할 뿐이지 같은 에너지 또는 운동량을 갖고 있기 때문에 결국은 지구 외핵이 회전하는 현상은 발생하지 않는다.

12. 원자폭탄은 눌린 사람이 빠져나올 수 없을 정도로 무거울까?

우리가 눌린 상태에서 (다른 사람의 도움이 있을 때) 빠져나올 수 없을 정도의 무게가 되려면 수백 kg 정도의 무게가 되야 할 것이다. 이 꼭지에서의 문제는 TNT 200Mt 위력의 핵폭탄의 무게가 그정도가 될 것인가 하는 문제다.

우라늄은 핵분열을 하는 임계값이 대략 10kg 정도로 알려져 있다. 이정도의 우라늄이 모이면 TNT 1Mt 정도의 위력을 보이면서 폭발하고, 조금이라도 이보다 적으면 폭발하지 않는다. (물론 폭발시 우라늄이 모이는 모양이나 순도에 따라서 위력은 달라질 것이다.) 아무튼 간단히 산술적으로 TNT 200Mt의 위력을 보이려면 2t의 우라늄이 있어야 한다. 그러나 실제로는 이보다 훨씬 적을 것이다.

설혹 우라늄이 2t이 모여 있어야 한다고 해보자. 우라늄은 19.05g/cm³의 비중을 갖으므로 이를 이용해 계산해 보면 약 0.1 m³의 우라늄이 있어야 한다. 우라늄이 이정도가 필요하다면 위의 장면에서 나오는 정도의 핵탄두는 제작이 불가능하다. 10kg씩 나눠서 잔뜩 넣어놓는다는 방식의 핵탄두는 자체의 발열이 상당히 강할 것이고, 따라서 상당히 불안정한 폭탄이 될 것이다.

플루토늄의 경우는 어떨까? 플루토늄은 비중은 우라늄과 비슷한 19.84g/cm³을 갖지만 임계값이 우라늄보다 훨씬 작아서 1kg 정도면 된다고 한다. 그렇다면 좀 더 현실적으로 TNT 200Mt 규모의 원자폭탄을 만들 가능성이 높아진다. 그러나 무게가 가벼워지면 주인공들이 폭탄을 못 치울 가능성 또한 낮아진다. 물론 수소폭탄으로 제작할 경우에는 무게가 더욱더 가벼워질 것이다.

이 꼭지와 상관없이 추가로 핵폭탄을 보통 기계 나르듯 하는 것도 NG... 보통 주변 사람이 방사능에 피폭된다. 퀴리부인이 처음 분리해냈던 라듐은 0.1g이었는데, 이중 일부를 동료 과학자에게 나눠줬을 때 그 과학자는 종이에 싸서 주머니에 넣고 갔다가 주머니 근처의 피부에 화상을 입었다. 우라늄이나 플루토늄이 라듐에 비해서 방사능이 약하다고 하더라도 몇 kg 정도라면 피폭의 양이 장난이 아닐 것이다. 심지어 우리나라 충청도의 어떤 마을에서는 저농도의 우라늄이 포함된 마을의 바위 때문에 원인불명의 피부병에 시달리기도 했다.

또 위 장면은 지구의 외핵에서 발생했으므로 중력도 고려해야 한다. 지구같은 구형 물체에서는 무게중심에서부터 관찰자(주인공)보다 더 먼 곳에 있는 물체는 관찰자에게 중력을 작용시킬 수 없다는 것을 뉴턴이 증명한 바 있다. 따라서 지각과 맨틀, 그리고 관찰자보다 더 먼 부분에 위치한 외핵은 사실상 중력에 영향을 미치지 못한다. 위 장면은 지구 표면에서 2600mile(4160km) 지하에서 일어나는 장면이므로 그만큼을 중력의 감소를 감안해야 한다.
정확히는 좀 복잡한 계산을 해야겠지만, 간단하게 지구를 밀도가 균일하다고 생각하자. 그러면 잠수함을 당기는 물질의 양은 1/20 정도가 되고, 지구 무게중심과의 거리도 또한 줄어들므로 땅에서보다 35% 정도만의 중력을 느끼게 될 것이다. 이는 달의 중력의 두 배에 해당하는 수준이다. (그렇다면 주인공들은 아폴로 우주선으로 달에 간 우주인들처럼 잠수함에서 통통거리면서 걸어다녀야 한다. 잠수함에서 멀쩡히 걸어다니는 것도 NG라면 NG다.) 물론 실제로는 무거운 물체들이 지구 중심에 모여있으니 이보다는 좀 더 큰 중력을 느끼게 될 것이다. (여기서 압력이 엄청나게 크므로 압력에 의한 액체와 고체의 체탄성율도 영향을 무시하기 힘들다.)

아무튼 무엇으로 폭탄을 만들든 잠수함에서 저정도 폭탄에 눌려 빠져나오지 못하는 일은 있기 힘든 일이다. 그럴 가능성은 주인공들이 매우 허약하다는 조건하에 아주 조금 있다.

13. 쇠사슬이 녹는 온도의 물건은 어떤 색일까?

쇠사슬이 녹는 온도는 얼마나 될까? 보통 순수한 철은 1538℃에서 녹는다. 위의 쇠사슬을 만들 때는 합금하였을 것이므로 아마도 순수한 철보다는 낮은 온도에서 녹았을 것이라고 생각해도 1500℃ 부근에서 녹았을 것이다. 혹시 옆 장면을 기억하는지 모르겠다. 《터미네이터 2》의 마지막 장면으로 용광로에 터미네이터가 스스로 들어가는 장면이다. 그런데 용광로의 철은 붉게 빛나고 있다. 만약 실제 용광로에서 촬영을 했다면 주인공들은 저 장면을 보는 것조차 매우 어려웠을 것이다. 빛이 너무 강하고 뜨거워서 사람들이 견디기 힘들다.

따라서 위의 쇠사슬을 녹이는 연료봉이나 녹아서 흘러내리는 쇠사슬은 붉게 빛나고 있어야 한다. 플랑크의 복사법칙에 의한다면 저런 온도에서 은백색은 있을 수 없다. 이런 현상은 나중에 아인슈타인이 흑체복사^[각주:2]를 배재한 상태에서 다시 증명했다.
혹시 쇠사슬이 내가 생각하는 철이 아니라 납같은 녹기 쉬운 물질로 되어있는 것은 아닌지 모르겠다.

위의 장면에 대해서 한 가지 더 이야기하자면, 폭발위력을 높기이 위해서 원자로의 연료봉을 뽑아 폭탄 옆에 붙여둔다고 되어 있다. 하지만 그렇게 하는 것은 전혀 도움이 되지 않는다. 또한 마지막에 MRI에 대해서 어쩌구저쩌구 하다가 폭발력이 부족하다는 이야기를 하는데 여기서도 MRI는 전혀 무관하다. 참고로 MRI는 주인공들이 대화하듯이 고등학교 수준에서 공부할만큼 쉽지 않다. 아무튼 주인공들이 편하게 되돌아오는 것을 시나리오 작가가 놔두고 보지 못했나보다.

14. 잠수함을 길게 만든 이유는?

영화에서는 잠수함을 매우 길게 만든 것을 볼 수 있다. 폭탄칸을 여섯 개나 연속으로 붙여놨다. 잠수함 설계자는 핵폭탄을 한 칸에 하나씩 싣기 위해서 여섯칸을 붙여 만들었다고 하는데, 여기에는 그만한 이유가 존재한다. 예를 들어 화살과 총알을 생각해 보자. 화살은 왜 길고, 총알은 왜 짧아야 할까?
이는 운동속력과 물체의 점성에 관련되어 있다. 유체의 점성이 강하면 물체의 운동에너지를 잃기 쉽다. 따라서 질량을 증가시켜야 하는데 단순히 물체의 크기를 크게 만든다면 유체를 밀어내는 면적이 넓어지면서 이득을 보기 힘들다. 그래서 길게 만들어야 저항이 적은 상태에서 더 운동하기가 쉬워진다. 반면 속도가 매우 빠르면 접촉면적을 줄여야 더 멀리 날아갈 수 있게 된다. 따라서 둥글게 뭉친 모양이 더 유리해진다. 총알이 화살보다 더 짧은 이유는 속도가 매우 빠르기 때문이다. 반면 일반 총알과 수중용 총알을 비교했을 때는 수중용 총알이 더 길다. 이는 물의 점성이 공기보다 훨씬 크기 때문이다.

잠수함은 바위를 녹이면서 나아가는 형태인데, 용암은 엄청나게 큰 점성을 갖고 있다. 따라서 선체는 길수록 유리해진다. 나중에 복귀할 때는 잠수함의 조종석만 탈출한다. 만약 그렇게 되면 모양이 짜리몽땅하기 때문에 대신 속도를 빠르게 만들어야 유리하다. 그래서 주인공들이 외핵까지 들어가는데 걸린 시간 이틀보다는 외핵에서 지표까지 나온 시간이 훨씬 짧은 20시간밖에 되지 않았던 것이다.

이 점은 시나리오 작가가 정확히 생각해서 만든 것인지 모르겠지만 참 잘 설정한 것같다.

그런데 이 영화의 잠수함에는 하나의 단점이 존재한다. 잠수함을 만든 재료가 정확히 무엇인지는 모르겠지만 내부가 텅 비어있는 기기인 것에 비교하여 지구 외핵이 (영화 설정처럼) 예상보다 질량밀도가 작았다고는 해도 액체금속은 상당히 무거운 철^[각주:3]같은 금속들로 구성되어 있을 것이다. 따라서 잠수함이 외핵 속으로 잠수하는 것은 어려울 것이다. 결국 핼리콥터처럼 잠수하기 위해 아래쪽에 프로펠러를 돌리기라도 해야 하지 않았을까 하는 생각이 든다.

15. 어느 방향에서건 살짝 찔러주기만 하면 핵이 회전하나??

이 영화에서의 최대의 NG라면 밑의 대사다.

지구의 핵이 회전을 멈춘 이유는 DESTINI라는 실험장비 때문이었다. 여기서 살짝 찔러주면 정상으로 되돌아올 것이라고 이야기한다.^[각주:4]  어느 방향에서든 살짝 찔러주기만 해도 된다면 이들이 어렵게 지구 외핵까지 내려갈 필요는 없는 것이 아니었을까? DESTINI도 찔러주는 정도는 충분히 할 수 있다. DESTINI를 사용해서 지구 외핵이 완전히 멈추게 된다고 해도 계속 시도하다보면 결국 다시 회전하는 날이 올 것이다. 그때까지 시도하면 3개월간 지구 외핵까지 갈 잠수함 만들고, 거기에 진땀나게 고생해가며 갔다올 필요는 없다. 물론 지구상의 몇몇 도시는 심각한 타격을 받을 수도 있겠고, 생태계가 큰 영향을 받을수도 있긴 하겠지만....

하지만 아무튼..... 지구 외핵의 회전은 쉽게 생각할 수 있는 것이 아니다. 만약 외핵의 회전이 멈췄다고 하더라도 맨틀과 지각과 내핵은 계속 회전하고 있다. 따라서 시간이 지나면 외핵도 다시 회전하게 될 것이다.

다시 살펴보면 수만~수백만년에 한 번씩 불규칙하게 일어나는 지구자기역전현상 자체도 지구의 외핵이 멈췄다가 다시 도는 현상 때문에 발생하는 것은 아니다. 지구 자기는 최근들어 점점 약해지고 있는데 그렇다고 하더라도 외핵이 멈추는 일은 있을 수 없다. 이 부분에 대해서는 아직 훨씬 더 많은 연구가 이뤄져야 할 것이다. 이 글을 읽는 어린이들이 해결해 주길 바라면서 이 글을 끝맞힌다.

ps. 남녀 주인공에 대해서.....

ps2. 이 글들에서 언급한 15개의 이야기 이외의 다른 재미있는 사항을 발견하시면 제보 부탁드려요. ^^

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6. 고래가 따라오네 - 이녀석들이 NG를 물고오지 않을까?

3개월간 급조하여 만든 잠수함 버질호(이하 잠수함)가 지구에서 가장 깊은 해구인 매리아나로 잠수하는 도중에 고래를 만났다. 잠수함에서 나는 초음파를 들은 고래가 잠수함을 자신들의동료로 착각한 것이다. 그런데 이 부분에서 영화 제작자와 감독이 대충 처리하는 바람에 오류가 발생해 버렸다.

영화에 등장하는 고래는 흰수염고래로 플랑크톤^{[각주:[각주:1]}을 먹는 종족이다. 당연하겠지만 이들은 먹이가 주로 수면 부근에 있으므로 바다 깊숙히 잠수하지는 않는다못한다. 그런데 영화에서는 최소 240m~4800m 해저에 도달할 때까지도 열심히 따라온다. 흰수염고래가 어떻게 그렇게 깊은 곳까지 따라갔을까?
사실 이 장면을 찍을 때 넣으려고 했던 고래는 다른 고래가 아닐까 생각된다. 바로 향유고래(향고래)다. 향유고래는앞쪽이 뭉뚝하게 생긴 이빨육식고래로 육식고래중 가장 크다. 성질도 범고래와 함께 가장 포악한 종류중에 속한다. 이 종의 특징은이런 사소한 것이 아니라 잠수능력에 있다. 일반적으로 이 고래는 바다 1000~3000m까지 잠수하여 대왕오징어와 같은 거대한물고기(?)들을 잡아먹는다고 알려져 있다. 따라서 잠수함을 쫒아오려면 향유고래 정도는 되어야 했을 것이다. ^^;

7. 맨틀에는 코발트막으로 둘러쌓인 동공이 형성되어 있을까?

천신만고 끝에 땅 속으로 진입한 잠수함은 어떤 커다란 동공에 들어가 꼼짝달삭 못하게 된다. 실제로 맨틀에 이런 동공이 있을 수있을까? 실질적으로 그런 일은 거의 불가능하다. 우선 코발트라는 물질 자체가 흔한 금속은 아니다. 또한 코발트는 원자폭탄의재료로 쓰일 수 있지 않을까 하고 학자들 사이에서만 검토되었다고 한다. 현재 코발트 원자폭탄은 연구되지 않고 있다. 핵개발이더이상 필요하지도 않을뿐더러 코발트로 만든 핵폭탄은 위력이 너무 세서가 아닐까 짐작한다.

맨틀에 위의 이미지에서의 공간이 생기는 것은 여러가지 상황에서 불가능하다. 일단 코발트로 저런 공간이 생기도록 막이생기는것 자체가 불가능하다. 압력 또한 너무 높아서 유지할 수 없을 것이다. 영화에서 잠수함이 동공에 들어간 충격으로 균열이생길 정도였으니까 잠수함이 들어가지 않더라도 긴 시간을 고려하면 쉽게 파열될 것이다.

8. 다음 NG는 다소 황당한 내용이다.

위 이미지의 회로는 6개로 나뉘어진 잠수함의 각각의 칸의 문의 출입을 통제하는 장치다. 가만히 잘 보면 좀 황당한 것을 찾을 수 있다.

회로가 꾸며진 기판은 일반 기판이 아니라 대학교에서 기초전자공학 실험을 할 때 사용하는 시험용 기판이다. 아마 3개월동안 잠수함을 만드느냐고 출입문 회로조차 정식 기판으로 만들 시간이 없었나보다. ^^;
하지만 영화가 끝날 때까지 오동작하지는 않는 걸 봐서는 회로를 잘 만들긴 했나보다. 일반적으로 시간이 오래 지나면 시험용기판에꽂은 회로들은 오동작할 가능성이 높아지는데...... NASA 과학자들은 실험용 기판도 더 잘 다루나보다!

9. 초단파 햇볕에 의해서 가열되는 샌프란시스코 금문교

지구의 자기장이 약해져서 어쩐 일인지 태양의 초단파(전자기파의 일종인듯)가 샌프란시스코 부근의 바다에 내리쪼인다. 초단파가내리쪼이는 바다에서는 끓다만 물처럼 김이 퐁퐁 쏟아나고 물고기들이 다 죽는다. 이러한 초단파가 샌프란시스코 부근의 철제 현수교인금문교에 내리쪼여진다. 1937년에 건설된 금문교는 초단파에 의해서 지탱하던 철사가 녹아 끊어지고, 다리 상판까지 녹아서부러진다. 다리 위에 꽉 막혀 밀려있던 자동차들은 타이어가 높은 열에 녹아 뻥뻥 터져버린다.

여기까지만 살펴보면 초단파에 의한 강력한 파괴를 잘 보여주는 것 같은데, 한 가지 이상한 점이 눈에 띈다. 바로 자동차의지붕이다. 현수교의 철사까지 녹아서 끊을 정도라면 자동차 지붕쯤은 심하게 달궈져야 하고, 녹아서 구멍이 뚫려야 정상이다. 하지만지붕이 뚫어지는 자동차는 한 대도 보이지 않는다. 내가 생각하기에는 앞으로 다리를 만들 때는 자동차 지붕을 뜯어다 이어붙여만들어야겠다. ^*^

결국 상판과 철사가 녹은 금문교는 수많은 자동차와 함께 해저로 침몰(?)하게 된다.

더 재미있는 건 위의 왼쪽 이미지의 오른쪽 꼭대기를 보면 다리가 녹아 끊어지고 있는 찰나에 누군가가 용감히 뛰어서 도망가는 장면이다. 과연 저 사람은 탈출할 수 있을까? 아마 터미네이터가 잠시 놀러왔었던 것 같다.

그런데 이보다 먼저 생각해 봐야 할 것은 초단파 자체에 대한 생각이다. 과연 햇볕에 이정도의 에너지가 있을까?

햇볕은 얼마나 많은 에너지를 지구에 전달해줄까? 이 양을 '태양상수'라고 하며, 햇볕에 수직한 면의 단위면적(cm²)에 단위시간(min)당 내리쪼이는 햇볕의 에너지(cal)를 말한다. 실험에 의하면 지구 궤도를 도는 인공위성에서 측정한 것은 2.0cal/min·cm²정도이다. 이는 지구궤도를 벗어난 우주에서도 마찬가지다. 지구상에서 가장 큰 태양상수는 1.4cal/min·cm²이며 지구 대기가 햇볕의 30%를 반사 또는 흡수한다는 것을 알 수 있다. 그러나 만약 지구의 자기장이 영화에서처럼 이토록 막강한햇볕으로부터 지구를 지켜주고 있었다면 애초부터 인류가 우주로 나갈 생각은 버렸어야 옳다. 달로 갔던 아폴로 우주선들 뿐만 아니라우주로 갔던 모든 행성탐사선들, 측정장비들은 강력한 햇볕에 의해서 빨갛게 달궈졌을 것이다. 하지만 이런 인공위성들은 우주에나가서도 (고장나는 빈도는 증가하지만) 잘 작동하고 있다. 그렇다는 것은 애시당초 햇볕 에너지는 영화같은 수준의 강력한 에너지는아니라는 뜻이다. (이정도 수준이 아닌데도 불구하고 인공위성의 햇볕을 받는 부분은 100℃ 이상 올라간다.)

10. 소수만 아는 자기장 데이터

주인공과 주인공을 돕는 해커는 다른 사람들 모르게 비밀교신을 하고자 한다. 그래서 소수를 이용해 비밀교신을 하고자 한다. 위의이미지를 보면 주인공이 입력란에 소수를 입력하고 있다. 엇... 근데 중학생 이상이면 좀 이상하다고 생각했을 것이다. '1이소수였던가?'

소수는 "자신과 1만을 약수로 같는 수"라는 정의를 갖고 있다. 이런 수의 개수는 얼마나 있는지 아무도 알지 못하는데 무한히 있는 것같다. 문제는 1은 소수가 아니라는것이다. 왜냐하면 1은 소수가 갖어야 할 두 개의 약수가 존재하지 않고 (1이면서 자기자신인) 하나의 약수만 갖기 때문이다.

대화를 주고받으면서 암호를 잘못 입력하는 해커와 완전히 똑같이 암호를 잘못 입력하는 과학자라니 잘 어울리는 한 쌍(?)인가?ㅋ
이런 것을 두고 궁합이 잘 맞는다고 하는 것인지 모르겠다.

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어떤 과학자가 핵을 탐구하기 위해 직접 측정기기를 외핵까지 내려보내는 방법을 생각해 냈다고 한다. 그 방법이란 엄청나게 많은 양의 철을 녹여 화산에 들이붙고, 흘러내려가는 철을 따라 측정기를 내려보내는 것이었다. 과연 이게 가능할까? 일단 수백만 톤의 엄청난 철을 한꺼번에 녹여서 화산에 붙는것이 가능하다고 하더라도 측정기는 어떻게 그 열을 견딜 것이며, 3200km 두께의 맨틀을 내려가는 동안 안 걸리고 내려갈 것이며, 일단 내려간다고 하더라도 과연 어떤 방법으로 측정한 정보를 사람들에게 전달할 것인지를 생각하면 실행하기에는 난해하기 그지없는 아이디어다.

이 아이디어를 보면서 나는 <The Core>(이하 개봉명 <코어>)라는 영화를 생각하지 않을 수 없었다. 이렇게 시작된 영화 《코어》의 분석글은 총 세 개로 나눠져 공개하려고 한다. 아무리 살펴봐도 글 하나로 공개하기에는 지나치게 글이 길다.

<코어>는 어느날 지구의 핵이 멈추면서 지자기가 사라지는 현상을 영화화한 것이다. 2003년의 영화로 재미있게 본 기억이 나고, 다이아몬드에 대한 이야기를 글로 이야기한 적이 있었다.

이 에 대해서 다시 살짝 이야기하자면 거대한 다이아몬드가 맨틀 하부에서 잔뜩 생성되었다고 한다면, 맨틀은 약 2억년을 주기로 한 번씩 회전하므로 다이아몬드도 맨틀의 대류를 따라서 맨틀 상층부로 올라와야 하고, 그 중 일부는 지각에도 노출되어야 하는데 현실적으로 집채만한 다이아몬드가 발견되지 않기때문에 오류라고 할 수 있겠다.

그렇다면 다른 장면들은 어떨가? 그 이외의 부분에 있어서의 오류들을 최대한 몽땅 찾아보자. 각각 꼭지는 최대한 짧게 글을 작성할테지만, 전체는 아마 좀 많은 분량이 될 것이라고 예상한다. 물론 다 찾지는 못하더라도 찾을 수 있는 것들만이라도.... 열거해 보자.

1. 정말 심장박동기가 자기장에 의해서 정지하게 될까?

영 화가 시작하자마자 나오는 장면은 어떤 회사원의 프리젠테이션 도중 갑작스런 죽음이다. 이 남자는 왜 갑자기 죽음을 당했을까? 영화 설정에 의하면 지구의 한 도시에서 자기장이 사라지면서 태양의 영향으로 수십명의 심장박동기가 동시에 고장나서 사망한다고 나와있다. 실제로 이런 일이 일어날 수 있을까?
심장박동기를 비롯한 오늘날의 대부분의 전자기기에는 반도체가 들어간다. 그런데 이 반도체는 전기장, 자기장, 방사능 등에 의해서 오동작을 하거나 고장날 수 있다. 그래서 군사용 전자부품이나 우주항공용 전자부품들은 전기장, 자기장, 방사능에 대해 오동작을 하지 않도록 훨씬 안전하게 제작하고 있다.
그런데 그런 자기장이 지구의 한 대도시에 가해졌다. 그렇다면 어떤 일이 일어나겠는가? 심장박동기 뿐만 아니라 주변의 모든 전자기기가 고장나야 했을 것이고, 그 영향은 어쩌면 살아있는 생물들에게도 미쳤어야 할 것이다. 이와 비슷한 장면은 또 한 번 나온다.

2. 지구 자기장이 바뀐다고 비둘기가 벽에 부딪힐까?

지구 자기장이 뚫렸기 때문에 지구 자기장을 이용해서 방향을 결정하고 비행하는 비둘기들이 제대로 못 날고 벽에 그대로 부딪히는 장면이다. 이 장면은 상당히 흥미롭긴 하지만 비둘기가 그정도로 바보인가를 생각해볼 필요가 있지 않을까?

철새가 자기장에 영향을 받아 방향을 튼다는 연구를 살펴보면 자기장이 바뀔 때 모든 경우에 획일적을 방향을 틀지는 않고, 상당히 높은 빈도로 방향을 튼다고 되어있다. 그 이유는 사람이 감각중에 시각에 가장 많이 의존하고 청각에 비교적 덜 의존하는 것처럼 철새도 시각에 가장 많이 의존하고 자기장은 시각보다 중요성을 낮게 느끼기 때문이다. 짧은 거리의 비행에서 굳이 눈에 보이는 것이 있다면 자기장의 방향에 따라 비행방향을 심하게 바꾸지는 않는다는 것이다.

따라서 태양의 자기장이 지구에 영향을 미친다고 하더라도 대부분의 철새는 당장 건물벽에 부딪히지는 않을 것이다.

3. 음파는 밀도에 따라 진동수가 바뀌는가?

이 영화의 자막을 보고 처음에는 번역이 잘못된 줄 알았다. 하지만 영어 대사^{[각주:[각주:1]}도 저렇게 되어 있었다. 정말 밀도가 높은 물질을 통과할 때 진동수가 줄어들까?

진동수는 1초동안 상태가 반복되는 주기를 말한다. 파동에서는 흔들리는 횟수라고 하면 되겠다.
파동이 원자들의 흔들림으로 밀도가 큰 물질로 전달되어 왔을 때 밀도가 큰 물질은 흔들리는 원자들로부터 전자기력의 형태로 흔들림을 받는다. 한 번 흔들리는 원자로부터 두 번 또는 절반씩 힘을 받을리는 없기때문에 밀도가 낮은 물질로부터 온 흔들림의 횟수는 그대로 밀도가 높은 물질로 옮겨가게 된다. 물론 일반적으로 밀도가 높은 물질을 통과하는 파동은 (밀도가 높은 원자를 흔들기 힘들기 때문에) 파동의 전파속도는 빨라지고, 진폭은 줄어들게 된다.

따라서 원래 영화 대본에는 진동수가 줄어드는 것이 아니라 진폭이 줄어든다고 되어 있었던 것 같다. 위의 이미지를 보면 두 파형이 오실로스코프(위에 화면이 나오는 기기)에 표시되어 있는데 좌우 간격(시간축)의 폭은 동일하고, 위아래 간격(진폭)은 다른 것을 알 수 있다.

4. 언옵테니움처럼 열과 압력을 에너지로 바꿀 수 있는 물질이 있을까?

언옵테니움을 뭘로 만들었는지는 중요하지 않고, 열과 압력을 에너지로 바꿀 수 있다고 설명한다. 이게 가능한 일일까?

기본적으로 에너지를 생산할 수 있는 물질은 압력이 높은 곳과 낮은 곳의 사이에서 움직이면서 발전하거나 온도가 높은 곳과 낮은 곳 사이에서 열을 전달하면서 에너지를 생산하게 된다. 단순히 압력이 높거나 열이 있다는 것은 주변에서 많은 원자들이 심하게 충돌하는 물리상태를 말하는 것인데, 이것만으로는 전력을 발전하기에는 구성요건이 부족하다. 따라서 현재까지의 기술만으로는 불가능하다고 할 수 있다. 만약 이런 물질을 만들 기술이 가능하다면 우리는 열역학 제1법칙부터 제3법칙까지의 중요한 기본법칙을 수정해야 한다. (열역학 제0법칙은 수정하지 않아도 괜찮을듯하다.)

더군다나 이 언옵테니움이라는 물질로 선체를 만드는 장면을 보면 주조와 형상 가공에도 어느정도 자유로운 것으로 보인다. 저렇게 형상가공이 자유로워서 어떻게 지구 내핵의 압력을 견디는 것인지, 또 주조를 할 때 어떻게 6000℃^{[각주:2] [각주:}이상의 온도로 저 물질을 가열하여 형틀에 찍어냈는지 정말 궁금할 따름이다. 참고로 금속 중에서는 텅스텐(W)의 녹는점이 3410℃로 가장 높고, 부도체를 포함하더라도 가장 높은 탄소(C)의 녹는점이 약 3500℃로 특별히 크게 높지도 않다.
더더군다나 중요한 것은 대부분의 물질을 없앨 수 있는 레이저와 초음파 공명관을 합한 장치의 빔(Beam)으로도 옴테니움을 뚫을 수 없다는 점이다.

솔직하게 개인적인 심정으로는 이런 물질이 반드시 있어줬으면 좋겠다. 이런 것이 있으면 사실상 에너지 부족사태는 무조건 해결할 수 있게 될 것이기 때문이다.

5. 전리층 방전이 일어나면 번개가 내려칠까?

물론 당연히 말도 안된다고 하고 싶지만 그렇게 간단한 문제가 아닌듯하다.
물리시간에 전자기에 대해서 배울 때 기본예제로 풀어야 하는 문제 중에 이런 문제가 있다. 지구 지표의 평균 전기장을 주고, 지구가 얼마나 큰 양전하로 대전되어 있는지 계산하라는 문제다. 이�