그가 수행한 정의적 연구(definitive study) 결과 어린이 중 최대 30% 정도가 피를 보고 커다란 두려움을 느꼈는데, 어른이 되서도 이 증상은 좀처럼 개선되지 않는 것으로 나타났다.
특히 이런 사람들은 헌혈을 하는 도중에도 자신의 피를 보고 기절을 하는 등 정상적인 성인들과 달리 피에 대해 과민반응을 보이게 될 수 있다는 것이 그의 설명이다.
아이작 박사에 따르면 이처럼 다량의 피를 보면 정신을 잃고 기절하는 현상은 공포 상황을 벗어나기 위한 진화론적 반사증상인 ‘과잉 혈관미주신경 반(OVR;overactive vasovagal response)’이 그 원인이다.
이 OVR이 발동되면 가장 먼저 심장박동을 늦춰 혈압을 떨어뜨림으로서 원활한 혈액순환을 방해하는데, 이 경우 두뇌로 공급되는 혈액에도 충분한 산소가 함유돼 있지 않아 머리가 멍해지면서 의식을 잃게 된다.
사실 이는 생명을 위협하는 포식자가 출현해 죽은 척을 해야만 할 때 아주 유용한 생존 메커니즘이다. 피를 흘리는 당사자가 자기 자신일 경우에도 OVR로 초래된 낮은 혈압은 과다출혈 방지에 큰 도움을 줄 수 있다.
특히 OVR을 극복할 경우 환자의 생명을 구하기도 한다. 자신의 몸에서 피가 빠져나가는 두려움을 극복한 환자들은 의사들의 의학적 치료를 보다 적극적으로 받으려 한다는 이유에서다. 하지만 의식이 깨어있는 것이 훨씬 큰 도움이 되는 응급환자를 비롯해 대부분의 상황에서 OVR은 성가시고 귀찮은 과민반응일 뿐이다. 그렇다면 이 OVR을 극복할 수 있는 방법은 전혀 없을까.
미국 뉴욕에 있는 웨일 코넬 메디컬센터의 정신과 의사인 앨런 마네비츠 박사는 평상시에 피에 관해 많이 생각하거나 영화, TV 등을 통해 피를 자주 접해보는 것이 좋다고 권유한다. 특정 사물에 대한 공포심 극복에는 그 사물을 자주 접하는 것만큼 효과적인 것이 없다는 이유에서다. 매일같이 피 흘리는 환자들과 맞닥뜨려야 하는 외과 의사들이 피를 봐도 아무렇지 않은 것과 동일한 맥락이다.
왜 새끼 비둘기를 본 기억이 전혀 없을까?
비둘기는 이제 우리나라의 도심에서 가장 흔하게 볼 수 있는 조류가 됐다. 그 많던 참새가 자취를 감춰버린 지금도 비둘기는 보도블록과 전봇대 위에서 일주일에 한두 번쯤은 꼭 만나게 되는 친숙한(?) 조류다. 종종 한적한 공원이나 고궁, 도심의 광장을 찾는 날엔 100 여 마리 정도가 무리지어 다니는 모습도 쉽게 목격할 수 있다.
하지만 한번 곰곰이 생각해 보자. 지금껏 만났던 비둘기 중에서 단 한번이라도 새끼 비둘기를 본적이 있는지를. 아마 비둘기를 연구하는 생물학자가 아니라면 ‘과연 새끼 비둘기가 있기는 한 것일까’하는 의문이 들 정도로 그 같은 경험을 한 사람은 극소수에 불과할 것이다.
도대체 왜 우리는 거리에서 작고 귀여운 새끼 비둘기를 보지 못하는 것일까.
이는 비둘기의 습성 및 생태와 밀접한 관련이 있다. 도시에서 흔히 보는 비둘기는 양비둘기(rock pigeon)라는 품종이다. 그런데 이들은 교각의 하부 등 사람의 눈길이 닿지 않는 외진 곳에 둥지를 튼다. 유럽과 중동지역에서 살았던 조상들이 절벽지대에 서식지를 두었던 습성 탓이다.
게다가 부모 비둘기들은 새끼들이 부화하면 스스로의 힘으로 날고, 먹이를 찾아 나설 수 있을 때까지 철두철미하게 둥지에 감춰둔 채 기른다. 이렇게 새끼들이 부모의 보호 속에 살아가는 기간은 약 한달 정도인데, 비둘기들은 발육 속도가 빨라 이 정도 시간이면 털 색깔이나 덩치가 이미 어른 비둘기와 거의 동일한 수준으로 성장한다.
미국 코넬대학의 비둘기 관찰 프로젝트 책임자인 카렌 퍼셀 박사는 “결국 일반인들은 둥지 밖을 처음 나선 새끼를 보더라도 어른 비둘기와 구분이 안 되기 때문에 새끼를 보지 못했다고 생각할 수밖에 없다”고 설명한다.
하지만 퍼셀 박사는 수년간 비둘기의 깃털 색깔을 집중 연구하고 있기 때문에 수십, 수백 마리의 비둘기 무리 속에서도 쉽게 새끼 비둘기를 찾아내는 방법을 알고 있다. 바로 눈이나 부리 위에 있는 살점의 색깔을 보면 된다. 비둘기는 태어난 후 6개월간 회갈색 눈을 가지고 있다가 주황색 또는 붉은색으로 바뀌며, 부리 위의 살점 또한 새끼의 경우 흰색이 아닌 회색이라는 것.
물론 퍼셀 박사와 같은 전문가들은 비둘기의 행동만으로도 새끼를 구분해낼 수 있다. 하지만 때지어 퍼덕이는 비둘기들 속에서 새끼를 찾아내는 것은 이들에게도 결코 쉽지 않다.
왜 고온의 사우나에서는 화상을 입지 않나?
사람의 피부가 고온에 노출되면 화상을 입는다. 대한화상학회에 따르면 55℃의 온도에 10초간 접촉하거나 60℃에 5초간 접촉하는 것만으로 피부에 수포가 생기는 2도 화상을 입을 수 있다. 40~45℃의 비교적 낮은(?) 온도일지라도 1~2시간 가량 지속적으로 접촉하면 화상이 일어난다.
이처럼 화상은 대개 60℃ 정도에서부터 입을 수 있는 것으로 알려져 있다. 그런데 동네 목욕탕에 가보면 사람들이 80~90℃에 육박하는 고온의 사우나 실을 맨몸으로 들락날락한다. 한번 들어갈 때마다 10여분 이상 나오지 않는 사람도 부지기수다. 물론 이들 중 누구도 화상을 입지 않는다. 도대체 왜일까.
사우나실의 비밀은 ‘물의 증발열’과 ‘땀’에 있다. 증발열이란 액체가 기화할 때 주변으로부터 흡수하는 열을 말한다. 이 증발열이 클수록 물체가 많은 열기를 빼앗기게 되므로 이 물체의 온도는 낮아진다. 햇볕에 의해 뜨겁게 달궈진 자동차에 물을 뿌리면 차가 시원해지는 이치와 같다.
즉 사우나에서는 땀이 나기 마련인데, 이 땀이 증발할 때 피부 표면에서 열을 강탈해 피부의 온도를 낮춰줌으로서 화상을 입지 않는 것이다. 물의 증발열은 물 1g이 증발할 때 약 2,000J 이상이다.
이 때문에 몸에 물기를 모두 닦고 사우나실에 들어가면 처음에 상당한 뜨거움을 느끼게 된다. 하지만 조금 지나면 땀이 흘러 증발하면서 처음과 같은 열기를 느끼지 않는다.
80℃ 이상의 사우나에서는 아예 땀이 흐르지 않지만 이 또한 땀이 나지 않는 것이 아니라 땀이 발생하자마자 곧바로 증발해 눈에 보이지 않는 것일 뿐이므로 피부는 증발열에 의한 냉각효과를 누리게 된다.
밤에 유리창이 거울처럼 비치는 이유는?
저녁 무렵 방안에 불을 켜고 투명한 유리창 앞에 서면 유리에 자신이 모습이 반사돼 거울처럼 비춰지는 것을 볼 수 있다. 늦은 저녁 버스를 타도 같은 현상을 경험하게 된다.
낮에는 그렇지 않은데 왜 밤에만 이러한 현상이 나타날까.
우리가 빛을 감지하고 무엇인가를 볼 수 있는 것은 원추세포, 간상세포와 같은 시세포들이 빛을 인식해주기 때문이다. 이 관점에서 밤이나 낮이나 유리창에 반사되는 빛의 양은 거의 동일한 수준이다. 그럼에도 불구하고 유독 밤에만 반사된 형상을 볼 수 있는 것은 창밖에서부터 들어오는 강한 햇빛의 유무(有無) 때문이다.
구체적으로 낮에는 밖에서 유리창을 통해 들어오는 햇빛의 양이 많다. 밝기도 강하다. 이로 인해 유리에 반사된 적은 양의 빛이 묻혀버려 우리 눈이 인식하지 못하는 것이다. 정면에서 자동차 헤드라이트와 손전등이 동시에 켜졌을 때 우리가 손전등의 빛을 인식하지 못하는 것을 생각하면 이해가 쉽다.
그러나 밤에는 외부의 빛이 거의 없다. 그만큼 눈의 시세포들이 유리창에 반사된 빛을 낮보다 명확하게 인식할 수 있는 것.
즉 낮이라도 창밖의 빛을 차단, 외부의 간섭을 줄이거나 유리창에 가까이 다가가 시세포가 반사된 빛을 좀 더 잘 인식할 수 있도록 해준다면 유리에 비친 자신의 모습을 어렵지 않게 육안으로 확인할 수 있다.
립스틱을 자주 바르면 입술 색이 옅어진다?
사실이다. 여성들이 립스틱을 자주, 오랜 시간 바르게 되면 입술의 색깔이 당초의 붉은색에서 점점 옅어질 수 있다.
인간의 입술이 붉은 것은 매우 발달된 모세혈관과 얇은 표피세포로 인한 결과다. 모세혈관은 조밀하게 분포돼 있는 것에 반해 표피세포는 일반 피부보다 현저히 얇기 때문에 혈관 속 혈액의 색깔이 밖으로 드러나는 것.
모세혈관은 얇은 표피로 인해 쉽게 열을 빼앗길 수밖에 없는 입술에 충분한 열기를 제공하는 중요한 역할을 수행한다. 영하의 추운 날씨 속에서도 귓불이나 얼굴에는 한기가 느껴지지만 입술의 경우 별다른 추위를 타지 않는 이유가 여기에 있다.
그런데 립스틱을 바르게 되면 이 같은 모세혈관이 담당했던 온도 유지의 의무가 크게 줄어들게 된다. 립스틱의 주성분 중 하나인 지방이 입술을 덮으면서 마치 나체 상태에서 옷을 입은 것처럼 보온성이 강화되기 때문이다. 굳이 혈관들이 온 힘을 다해 열기를 공급할 필요가 없어지는 것이다.
이에 따라 모세혈관의 위치가 자연스럽게 피부 아래쪽으로 내려가게 되고 혈류량도 줄어드는 결과가 초래돼 입술의 붉은 기운이 옅어지는 효과가 나타난다.
또한 립스틱의 사용 여부와는 관계없이 나이가 들면 모세혈관의 신축력이 약해지면서 입술 색이 옅어질 수 있다.
발효와 부패의 차이는?
발효와 부패 모두 특정 유기물이 미생물에 의해 분해되는 현상이다. 기본 메커니즘에는 별다른 차이가 없는 셈이다.
하지만 좀 더 세부적으로 들어가 보면 두 현상에는 큰 차이가 있다. 먼저 발효는 미생물의 작용으로 유기물이 분해돼 사람에게 유용한 물질이 생성되는 것을 말한다.
반면 부패는 생물의 사체, 음식물 등 질소를 함유한 유기물질이 혐기성 세균에 의해 불완전하게 분해되는 것이다. 쉽게 말해 발효는 김치·된장·치즈 등 인체에 이로운 물질을, 부패는 아무 짝에도 쓸데없는 물질을 만들어내는 것이라고 생각하면 간단하다.
또한 발효에 작용하는 균과 부패에 작용하는 균도 완전히 다르다. 부패균의 경우 아민, 황화수소 등을 발생시켜 반드시 악취를 동반한다는 특징이 있다.
예를 들어 배추를 실온 상태로 방치해두면 부패균이 활동을 개시, 악취와 함께 썩게 된다. 이에 반해 배추를 소금에 절여 부패균의 작동을 막으면 썩지 않는다. 여기에 적당한 온도를 제공할 경우 발효균이 나타나 맛있는 김치가 되는 것이다. 이렇듯 부패와 달리 발효는 특정 조건과 환경 하에서 일어난다.
레이싱 카 물리학자에게 묻는다
드로리언의 문을 열고 전속력으로 달리면 날 수 있지 않을까?
비행기든 자동차든 어떤 물체가 중력을 이겨내고 하늘을 날기 위해서는 위쪽으로 뜨게 하는 힘, 즉 양력(揚力)이 필요하다. 비행기의 경우 날개가 이 양력을 얻을 수 있도록 특별히 설계돼 있다. 비행기가 앞으로 전진 할 때 날개가 공기를 아래쪽으로 밀어내면 그에 대한 반작용으로 날개를 위로 들어 올리는 양력이 발생하는 것.
그렇다면 영화 백투더퓨처의 타임머신 카 드로리언(DeLorean)처럼 차의 문을 열었을 때 비행기 날개와 유사한 형태가 되는 자동차의 경우 문을 열고 전속력으로 달리면 하늘을 날 수도 있지 않을까.
‘나스카의 물리학(The Physics of Nascar)’ 저자이자 이 책에서 고속주행의 과학적 원리를 세밀하게 분석한 바 있는 다이앤드라 레슬리 펠레키 박사는 “자동차는 일반적으로 양력을 발생하는 것이 아닌 상쇄하도록 설계돼 있다”며 “이 점에서는 드로리언의 ‘날개 문’도 별반 다를 바 없다”고 말한다.
드로리언의 날개 문은 차를 들어올릴 양력을 발생시킬 만큼 충분한 공기를 아래쪽으로 밀어내지 못한다는 이유에서다. 또한 드로리언의 문은 길이가 짧아 양력을 받을 표면적이 부족하고 비행에 적절한 직선 모양도 아니다. 더욱이 고속주행을 할 때 날개 문은 상당한 저항력에 노출될 수 있다. 문을 열고 전속력으로 달리면 하늘을 날기는커녕 문짝이 떨어져 나갈 가능성이 높다는 얘기다.
펠레키 박사는 또 드로리언의 외관이 박스형이라는 점도 비행에 중요한 부적격 요인으로 꼽는다. 전면부의 면적이 1.8㎡에 달해 문을 닫은 상태에서도 다른 차량에 비해 공기저항이 심한데 문까지 열게 되면 공기가 차량 내부로 몰려들어 엄청난 저항이 발생하기 때문이다.
드로리언의 최고 시속인 170km로는 이 정도의 저항력을 극복할 수 없다. 고성능 엔진을 채용, 속도를 300km 이상으로 높여도 이륙에 이르지 못한다는 사실은 변함이 없다.
일견 아쉬운 마음이 들 수도 있겠지만 펠레키 박사는 차라리 드로리언이 날지 못하는 것이 운전자에게 훨씬 이득이라고 단언한다. 그녀는 “비행기와 달리 자동차는 바퀴가 지면으로부터 떨어지는 순간 차를 전진시키는 추진력이 사라진다”며 “이렇게 되면 저항력과 중력이 양력을 크게 능가해 그 어떤 방법으로도 추락을 면키 어렵다”고 밝혔다.
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