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중력 거스르는 “버블 팝!”
중력 거스르는 “버블 팝!”
  • 정민기
  • 승인 2021.03.17 08:47
  • 댓글 0
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사진 픽사베이
사진 픽사베이

 

지난 7일 <인사이드 사이언스>는 물리학계가 ‘거품이 터지는 과정’에 대해 잘못된 이론을 갖고 있었다는 연구를 소개했다.

거품이 터지는 물리학적 지식이 사소한 내용으로 보일 수도 있으나 사실 매우 중요한 과학 지식에 해당된다. 유리 제작과정이나 화산이 폭발하는 자연재해, 반도체 제작 등 거품에 대한 정확한 물리학적 지식이 있어야 하는 분야가 많기 때문이다.

재임스 버드 보스톤대 교수 연구팀이 지난해 8월 『사이언스』에 발표된 논문에 따르면 거품이 터지는 과정에서 중력의 영향보다는 표면장력의 영향이 더 크다고 한다. 

지금까지 물리학자들은 거품이 터질 때 바닥으로 가라앉는데, 그 과정에서 중력이 작용한다고 설명했다. 하지만 이는 잘못된 설명인 것으로 밝혀졌다. 

기존 이론을 뒤엎은 버드 교수 연구팀은 흥미로운 실험을 하나 고안했다. 연구팀은 거품이 터지는 과정을 관찰하기 위해서 물보다 백만배 이상 더 끈적한 특별한 액체를 고안했다. 거품은 두꺼울수록 더 천천히 터지기 때문에 최대한 두꺼운 거품을 만드는 점도 높은 재료를 준비한 것이다.

연구팀은 실리콘 오일로 방울을 만든 다음 뒤집었다. 워낙 점도가 높기 때문에 실리콘 오일은 바닥으로 떨어지지 않고 접시에 그대로 붙은 채로 거품을 유지했다. 바늘로 방울을 찌르자 거품은 여전히 접시 쪽으로 붙으면서 터졌다. 중력과 무관하게 항상 같은 방향으로 가라앉은 것이다.

물보다 백만배 끈적끈적한 실리콘 버블이 터지는 모습. 중앙에 구멍이 생겼고 주변에 주름이 형성된 모습을 두고 물리학자들이 새로운 주장을 펼쳤다. 사진=인사이드 사이언스
물보다 백만배 끈적끈적한 실리콘 버블이 터지는 모습. 중앙에 구멍이 생겼고 주변에 주름이 형성된 모습을 두고 물리학자들이 새로운 주장을 펼쳤다. 사진=인사이드 사이언스

버드 교수는 거품이 터질 때 작용하는 힘 중에서는 표면장력이 가장 크다고 설명했다. 표면장력이란 액체의 표면이 스스로 수축하여 가장 작은 면적을 취하려는 성질을 말한다. 

한편, 거품이 터질 때 생기는 주름은 거품이 붕괴될 때 생기는 충격 때문에 생기는 것으로 밝혀졌다. 

정민기 기자 bonsense@kyosu.net
 


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