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판단력부족님 답변이 너무 길어서 별도로 포스팅합니다.
꼬투리잡기식 의혹제기가 아닌 건전한 질문이라면 환영입니다. 이하는 님의 질문에 대한 답변입니다.
1.
Q>>>// 어뢰가 폭발할 때 생긴 파편들이 천안함 선체에서 발견되지 않은 것에 대해서 의심//
A>>> 천안함과 세월호 등에 관한 괴담들과 음모론들을 보면서 새삼 느낀 것은, 우리나라국민들의 기초과학 지식이 정말 밑바닥이라는 겁니다. 심지어 그 음모론에 가담한 일부 과학자(물론 말이 과학자지 특정 분야는 물론 아주 기초적인 물리학에 대해서도 문외한으로 보임)들의 발표내용을 보면 그야말로 처참한 지경입니다.
각설하고, 기초과학에서 가장 중요한 핵심중의 하나는 각종 단위(Unit)들에 대해 정확히 이해를 얻고 그것을 통해 지구상에서 벌어지는 현상들을 이해하는 겁니다. 그것들 중 몇 가지를 짚어보자면;
이 지구상에 존재하는 모든 물체는 지구의 중력가속도의 영향을 받습니다. 이 중력가속도의 단위는 [m/s^2]이며 지구상에서의 표준중력가속도의 값은 9.80665[m/s^2]입니다. (그러나 설명상 간단히 9.8[m/s^2]으로 표기) 여기에서 [m/s^2]라는 개념은 가속도라는 겁니다. 이걸 좀더 쉽게 설명하자면 어떤 가속성능이 매우 좋은 차가 속도 0[m/s]인 정지상태에서 발진해서 10초 후에 100[m/s] 상태에 도달했다면, 이를 [가속도 공식 a=(v-v0)/t] 에 대입 가속도=(100[m/s]-0[m/s])/10[s]=10 [m/s^2]라고 정의합니다. [속도의 단위는 이미 거리[m]/시간[s]인데 또다시 시간단위로 나누게 되므로 [m/s^2]가 됨에 유의]
이제 같은 개념하에서 자유낙하를 생각해보면, 지구상에서 중력가속도는 이미 정해져(=9.8[m/s^2]) 있으므로, 어떤 물체가 10,000m 상공에서 자유낙하하고 10초 뒤의 상황을 계산해본다면,
** 1초 뒤에 낙하물체는 가속도= 9.8[m/s^2]
** 그때까지 낙하한 구간은 S=1/2 x g[m/s^2] x t[s]^2=1/2 x 9.8[m] x 1[t]^2 = 4.9 [m]
** 2초 뒤에 낙하물체는 가속도= 19.6 [m/s^2]
** 그때까지 낙하한 구간은 S=1/2 x g[m/s^2] x t[s]^2=1/2 x 9.8[m] x 2[t]^2 = 19.6 [m]
** 10초 뒤에 낙하물체는 가속도= 98[m/s^2]
** 그때까지 낙하한 구간은 S=1/2 x g[m/s^2] x t[s]^2=1/2 x 9.8[m] x 10[t]^2 = 490 [m]
이제 온도와 무게, 그리고 열에너지의 기초단위가 무엇을 기준으로 설정되었는지 보기로 하지요.
과학에서는 항상 STP(Standard Temperature & Pressure) 즉 표준온도와 표준기압에 기준을 놓고 단위계산을 합니다. 단 온도와 무게, 그리고 에너지의 기초단위의 중심이 되는 물의 경우 특성상 섭씨 4도의 물을 기준으로 합니다.
지구상의 모든 물체는, 상변화가 없다면, 온도와 압력에 따라 거의 일정한 비율로 부피가 증가하거나 감소합니다, [상(phase)이란 플라즈마, 기체, 액체, 고체는 동일한 물질이 포텐셜 에너지의 변위에 따라 각각 다른 형상으로 유지되는 것을 의미], 그러나 물은 특이하게도 고체상태(얼음)로 변하며 부피가 늘어나며 밀도가 떨어지고 섭씨 4도에서 최소한의부피, 최고의 밀도를 유지합니다.
무게(Weight): 표준기압 섭씨 4도 상태 하에서, 가로x세로x높이 각 1[cm], 그러니까 1[cm] x 1[cm] x 1[cm]= 1 [cm^3=cc]의 물이 곧 1[cc=cubic centimeter]이고, 이게 바로 1 [gram]이 되는 겁니다.
가로x세로x높이 각 10[cm], 그러니까 10[cm] x 10[cm] x 10[cm] = 1,000 [cm^3=cc]의 물이 1[liter]=1,000[gram]=1[kg]
비중(Specific Weight): 역시 물의 단위부피당 무게를 기준으로 하여 각각의 물질들의 단위무게를 비교 겁니다.
온도: 섭씨는 표준기압 상태 섭씨 0도 물 1[cc]를 가열하여 끓는 점까지를 100등분하여 단위를 설정한 것이고, 화씨는 표준기압 상태 화씨 32도 물 1[cc]를 가열하여 끓는 점까지를 180등분하여 단위를 설정한 것
열에너지: 표준기압 상태 섭씨 0도 물 1[cc]를 가열하여 섭씨 1도씩 올리는 데 소요된 열량= 1 cal,
또한 각각의 물질의 물리적 특성에 따라 온도 조절에 소요되는 에너지가 상당한 차이가 있는데 이를 비열용량(Specific Heat Capacity)라 합니다.
물론 이미 설명한 것처럼 물의 비열은 1[cal/g·°C]지구상에서 최강입니다. 예컨대, 1[cal]의 열량으로는 물을 1[°C] 밖에 올리지 못하지만, 백금이라면 31.65[°C]까지 올릴 수 있습니다.점성(Viscosity): 모든 유체들에는 가급적 기존의 형태를 유지하며 형태의 변화에 대항하려는 성질이 있습니다. 그걸 공학에서는 점성계수(Viscosity)라 정의합니다. 이해를 돕기 위해 예를 들자면, 깔때기를 통해 병에 꿀이나 기름 혹은 물을 벤젠이나 솔벤트를 부어 넣을 때 각각의 특성에 따라 혹은 온도에 따라 엄청난 차이를 보입니다. 지구 공학 기준의 척도인 물의 경우, STP하에서 대략 1[cP]를 유지합니다.
반면에, 공기는 0.0181[cP]로서 대략 55배의 차이를 갖습니다. 다시 말해서, 공기와 물은 여러 면에서 하늘과 땅처럼 차이가 많이 납니다.
그러면 이제, 물(바닷물 포함)과 공기의 차이점을 들여다 보기로 하지요. 물리학적으로 둘 다 공히 유체(Fluid)지만, 전자는 비압축성 액체 (Incompressible Liquid)이고, 후자는 압축가능한 기체 (Compressible Gas)라는 겁니다.
일단 밀도(density)면에서 보자면, 섭씨 4도 상태에서 물의 밀도는 999.975[kg/m^3]입니다. 이에 반해 섭씨 0도 상태에서 공기의 밀도는 1.293[kg/m^3]입니다. 참고로 바닷물의 밀도는 지역차가 있으나 대략 1,020~1,030[kg/m^3]입니다. 그러니까 바닷물의 밀도는 공기에 비해 대략 800배 정도가 됩니다.
이제 압력을 이해하도록 하지요. 압력단위의 기준은 지구를 둘러싼 대기가 누르는 힘입니다. 과학자들의 실험결과 이 힘은 약 표준기압 온도 하에 물기둥 약 10,336mm 혹은 수은주 760mm (단면적 1[cm^2] 기둥 기준)
물기둥의 높이가 10,336mm=1,033[cm]이고 단면적 1[cm^2]인 기둥이므로 1,033[cc]=1,033[gram]=1.033[kg]
그러므로 1기압은 대략 1평방센티미터 단위면적에 1kg중의 무게가 작용하는 힘. [1kg/cm^2=1atm=0.1mPa]
참고로 수은의 비중은 13.6(무차원), 그러므로, 760 x 13.6 = 10,336 mm; 그러므로 바닷물 속 10m는 1기압과 동일 여기에 지표면(혹은 해수면)에 작용하는 1기압을 더하면 대략 2기압이 됩니다. 세월호 작업장의 수심은 대략 40미터 이하이므로 10미터당 1기압=4기압 +해수면 1기압 =5기압, 그러므로 설령 세월호 내에 에어포켓이 있었다손 치더라도, 공기의 부피는 약 1/5로 압축된 것이므로, 그 정도의 압력이라면 일반인은 절대로 그냥 수면으로 급상승하지 못할 것이므로 (이 부분에 대해서는 질소, 잠수병, 벤츠 등의 키워드로 검색바람), 에어포켓이나 다이빙 벨 등은 그냥 희망고문에 불과한 요설입니다. 이런 따위의 요설들이 공중파를 타는 것은 정말로 큰 문제임.
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자 그럼 이제 이쯤에서 질문의 요지에 대한 답변으로 들어가지요.
천안함과 다이빙 벨 등 같은 괴담/음모론에서의 가장 흔한 오류는, 물과 공기의 차이점을 전혀 이해하지 못하고 있다는 것입니다.
이미 디스커버리 등 숱한 매체에서 실험으로 보여주었듯이 공기 중에서는 엄청난 속도로 잘 날아가는 총알이 물속에서는 맥을 추지 못합니다. 반면에 작살이나 화살은 문제가 훨씬 적지요. 그럼에도 불구하고, 작살이나 화살도 속도가 현저히 떨어집니다. 그 이유는 바로 물이 갖는 물리적 특성, 즉 밀도, 점성, 응집성, 접착성 등등 때문이지요. 밀도가 높아지면 높아질수록 그리고 속도가 높아지면 높아질수록 전진하는 물체의 앞에서 저항하는 힘과 뒤에서 잡아당기는 힘(Drag Force)이 기하급수적으로 강해집니다. 예컨대 물 위에 판자를 띄어 놓고 한쪽을 들어올리면 잡아 올리는 쪽에는 응집력과 접착력이 작용하고 그 반대쪽에는 점성과 부력 등이 작용해서 원상태로 돌아가려는 반작용 힘이 발생합니다.
바로 이런 이유 때문에 수상함이나 잠수함들은 유선형 혹은 물방울 형상의 디자인을 통해 저 힘들을 극소화하려고 안간힘을 쓰고 있지요. 그래서 미국을 비롯한 군사강대국들은 요즘 심지어 초공동현상(Super-cavitation)을 기초로 하는 연구에 박차를 가하고 있습니다.
이제 첫 번째 관점입니다>
그렇다면 말이지요, 이제 자문자답해 보시기 바랍니다. 수중폭파로 불규칙한 모양을 가진 어뢰의 파편들이, 마치 거의 방해가 없는 공기 중에서처럼 자유로운 운동을 하겠습니까? 굳이 나무판자가 아니라도 좋으니 철판이나 알루미늄판을 물속에 방향을 바꿔가며 던져 넣으며 실험해 보시길 적극 권장합니다.
총알이 물 속에서 위력을 잃는 이유는 총알의 회전력으로 인해 너무나도 강한 저항을 받아 전진력과 방향성을 동시에 잃어버리기 때문입니다. 또한 총알 뒤꽁무니의 형상으로 인해 엄청난 drag force를 발생시키기 때문입니다. 화살이나 작살은 방향성대비 단면적도 작고 그나마 회전을 하지 아니하므로 어느 정도 전진할 힘을 갖게 됩니다. 물론 작살이나 화살도 부력이 너무 좋다면 위력이 금세 사라지게 될 겁니다.
결론적으로 장담하건대, 어뢰의 파편들이 바닷물을 거스르며 천안함 선체에 도달한 가능성은 거의 없습니다.
두 번째 관점입니다>
미해군 연구소 등의 실험 및 연구자료에 의하면, 어뢰의 1차 폭발은 최대 0.01초(10ms)내에 이루어지며 이로 인한 충격파가 거의 폭발과 동시에 공격목표물을 Hogging과 Sagging하며 에너지의 대부분이 찰나의 순간에 소멸 되는 것으로 설명되고 있습니다. (예를 들자면, Hogging과 Sagging은 레슬링에서 상대방의 허리꺽기를 연상하면 되는데, 아주 짧은 찰나에 아래로 꺾자마자 바로 순식간에 위로 젖히며 접는다고 보면 매우 정확)
소위 경지에 오른 일부 격파 무술가들의 핵심은 정확한 가격점을 찾아 엄청난 속도로 한방을 때리는 것이지요. (실제로 운동에너지를 유도하는 계산식에서 에너지의 총량은 속도의 제곱에 비례하는 것으로 정의됩니다. 그러니까 속도가 2배 되면 힘은 4배, 3배가 되면 9배…)
버블제트 방식이 바로 그러합니다. 버블제트 어뢰라는 게 따로 있는 게 아니고, 단지 특정 군함 특유의 진동주파수를 알아내서 엔진실 선저특정 위치에 근접센서(신관)를 장착한 어뢰를 발사하고 폭파되도록 세팅해 놓으면 그게 바로 어뢰로서는 최대의 성과를 얻을 수 있는 방식이 됩니다. (주: 선박구조 상 엔진룸은 대형공간이 필요하므로 유사시 가장 취약한 지점이고, 그 지점이 바로 특급 군사비밀에 속함)
참고로 일반인들이 이해하는 일반 상식적인 폭발은 대부분 사방이 혹은 일부가 개방된 지상에서의 폭발이므로, 거의 단 한번에 이루어지며 모든 것이 사방으로 비산되며 날라가는 폭발이지만, 수중폭발은 물에 의해 철저히 밀폐된 한정공간(Confined Space)에서 이루어지므로, 수 차례에 걸친 폭발 및 팽창과 수축의 싸이클이 이루어지는데 매번 아주 순식간의 찰나 (10~300[ms])에 여러 번 완성됩니다. 또한 공기와는 달리 밀도(800배)가 높고 점성(55배), 응집력, 접착력 등 모든 방해요인이 존재하며, 아울러 온도 역시 순식간에 엄청난 고온 그리고 엄청난 냉각이 교대로 이루어집니다. (이 부분에 대해서는, 단열압축, 단열팽창이라는 키워드로 공부하시길)
*** 또 하나의 매우 중요한 관점
버블제트 방식과 관련하여, 추가적으로 한가지를 더 첨언하자면, 폭발로 생성된 가스체(Gas Globe)는 생성과 동시에 고온에너지로 인해 엄청난 속도로 팽창되지만 (바로 이때 선체의 중앙하단부가 위쪽으로 들리며 엄청난 타격을 받음), 이내 수축되며 도넛형상(Toroidal)으로 쪼그라들며 선체의 바닥부분으로 달라붙어 존재하는데 그 마지막 과정은 가운데 부분이 외부방향으로 외폭(Explode) 하는 게 아니라 내부방향으로 내폭(Implode)하게 되며 이로 인해 선체 거더(hull girder)에 치명적인 힘을 가하는데 이를 공동현상(Cavitation)이라 정의합니다. (바로 이때 선체의 중앙하단부가 아래쪽으로 당겨지며 또다시 엄청난 타격을 받음) 이 버블의 붕괴는 직후에 “130-170[m/s]”의 속도(=시속으로 환산 시 468~612[km/h] 정도의 운동속도)로 선체에 구멍을 낼 정도로 강한 워터제트(Water Jet)를 발생 시킵니다.
다른 표현으로 설명하자면, 충격파(Shock Front)는 (+)방향으로 충격을 주는데 이걸 Hogging 이라고 정의하고, Cavitation Pulse는 (-)방향으로 충격을 주는데 이걸 Sagging 이라고 정의합니다. 이런 힘이 매우 짧은 찰나에 2~3번 연속적으로 타격을 주는 것이지요.
다시 말해서, 수중폭발은 공기 중에서의 폭발과 그 양상이 아주 매우 다릅니다.
2.
Q>>>//천안함의 내부 사물들이 이 충격파에 의해서 튕겨져 나가는 현상이 발생해야 할 것 … 그러나 이런 튕김 현상이 발생했다는 말은 들어보지 못했//A>>> 이미 파스칼이 정의했듯이 한정된 공간(혹은 용기)내 압력은 모든 방향으로 동일하게 미칩니다. 그러므로 어뢰폭발은 버블팽창과 함께 거의 완전한 구형의 가스 형상 (Gas Globe)을 만들어내며 동시에 엄청난 힘의 충격파(Shock Wave)를 생성합니다. 그런데 말이지요, 바닷물(Water)과 공기(Air), 천안함 선체(Steel)는 모두 서로 종류가 다른 재질(Material) 혹은 매질(媒質; Transmission medium)이라는 게 바로 커다란 함정입니다. 요놈의 충격파라는 게 매질이 달라질 때 마다 그걸 뚫고 전파하는 힘이 엄청나게 감소하거나 투사되는 각도에 따라 아예 뚫고 나가지도 못하고 그냥 물속으로 반사되어 되돌아가거든요.
이걸 쉽게 비유하자면, 호수나 강가에서 물수제비를 뜨게 되면 던져지는 돌맹이의 각도와 면의 모양새 등에 의해 계속 튕겨지는 것과 매우 유사합니다.
이걸 공학적 용어로 음향 저항(Acoustic Impedance)라 정의합니다. 일단 충격파도 음파의 일종이고 압력이라는 걸 이해하시고 다음 유도식을 참조하시기 바랍니다.
일단 이 문제에 대한 미해군 전문가가 만든 공식은 아래와 같습니다. Per Cole (1948);
Pmax = k * (W1/3 / R)1.13
Where:
Pmax = Peak pressure at front of shock pulse from an underwater explosion. (in PSI). (=수중폭발 시 충격파의 최대 압력; 파운드/평방인치)
K = Proportionality Constant. 21,600 (=TNT 상수)
W = Charge Weight (in pounds) (= 어뢰 폭약의 무게, 파운드= lbs)
R = Range from explosion (in feet) (=폭심에서의 거리; 피트)
그러므로
k=21,600
W=550 [lbs]=250[kg]
R=21[feet]=대략 7[m] 부근
Pmax = 21,600 x (3√550 / 21)1.13 = 7,457
psi ------ (1)
Acoustic impedance 를 고려하여, 음파로
변한 충격파가 Sea Water 에서 Air로 전도(Transmit)될 때의 에너지와 압력의 전도율을 계산해 보면, 각
매질의 acoustic impedance는
Salt water =
1,540,000 rayls --> Air = 415 rayls (충격파/음파가 바닷물에서 공기로 전달되므로)
Energy transmission = 4 Z₁Z₂ / (Z₁ + Z₂)²= 4 x 415 x 1540000 / (415 + 1540000)²
=0.1% ------------------------- (2)
Pressure transmission = 2 Z₂ / (Z₁ + Z₂)= 2 X 415 / (1540000 + 415) = 0.0005 =
0.05% --------------------- (3)
위 (1) 의 결과에 의해, 다른 매질간 최종
전달되는 압력은
7,457 psi X 0.05% = 3.73 psi ------------------------- (4)
해수표면에서 견시병까지의 거리는 약 25 미터(로
추정되므로;
압력과 폭심에서의 거리와의 역비례 관계식으로 유도하면;
P1 = k {1/ (r1.13)} = k { 1/(831.13) } = k (1/147.42) = 0.0067
----------------------- (5)
P2 = k {1/ (211.13) } = k (1/31.19) = 0.032 -----------------------------------------
(6)
이 식을 계산해 보면, 견시병이 느끼는 압력은 폭심압의
(P1/P2) = 0.2094 ----------------- (7)
위 (4) , (5) , (6) 그리고 (7) 의
결과에 의해,
최종 음파 압력 = 3.73 psi X 0.2094 = 0.781 psi
---------------------- (8)
천안함 감시병의 고막에 닿은 폭압은 불과 0.781 psi 로서, 고막에 하등의 영향을 주지 못합니다.
물론, 위 결과는 충격파가 음파로 변한 후, 차가운
대기 중으로 굴절되었을 때 전파 속도에 따른 굴절 및 사각지대 현상(소리를 못 듣는 곳이 나옴, 온도가 높은 매질과 낮은 매질의 진행 속도 차이, 천안함 내부의
대기는 온도 높음, 외부는 온도 낮음)등을 고려하지 않은
결과임. 또한 충격음파가 선체 자체에 의해 에너지 손실을 많이 받는다는 점도 고려하지 않았으므로 "견시병이 느끼는 최대치 음압"이 됨.
그런데 이 수치는 임계면에서의 반사나 굴절 등을 전혀 고려하지 아니한 최대 수치입니다. 또한
공기 중의 음파는 진행방향에 따라 바람의 영향을 엄청나게 받게 되고, 일반적으로 사람의 고막은 대략 5 psi정도에서 직접적으로 노출되면 damage를 받는다고 하는데, 견시병의 귀는 구명조끼와 헬멧에 의해 상당히 가려져 있으므로 저 정도의 압력에 외이도 등에 의해 보호된 고막에
손상이 간다고는 추정하는 것은 무리입니다.
실제로 수많은 수상함 어뢰 폭침사에서도 수중폭발로 인한 충격파로 인해 견시병이나 함정 내 수병이 고막손상이 있었다는 기록을
아직 보지 못했습니다.
이와 관련 한 의학저널에 올라온 논문 일부분을 인용합니다.
“Quote”
귀에 대한 폭발 손상(Blast Injury to the Ear)
가장 흔한 증상은 난청,
이명, 이통 그리고 어지럼이다. 폭발 손상을 받은 환자 중 35~54%에서 영구 난청이 발생하였다고 보고되고 있다.9,10)
고막
폭발로 인한 고압력(overpressure)은 고막을 내측으로 전위시키며 그 압력이 클 경우에 천공을 유발하게 된다.
5 psi의 압력 이상에서 고막 손상이 나타나며 15 psi의 압력에서는 약 50%의 손상을 일으킬 수 있다.11)
손상은 고실내 출혈부터 전 천공까지 압력의 세기에 따라 매우 다양하게 나타날 수 있다. Kronenberg 등12)이 폭발에 노출된 210귀를 대상으로 한 보고에 따르면 대부분의 천공은 주로 하부에 발생하였으며 고막의 이완부에는 발생하지 않았다. 자연 치유율은 73.8%로 보고했으며 대부분 3개월 이내에 회복되었다.
출처: http://www.kjorl.org/journal/view.php?number=556
“Unquote”
실제로 유튜브에 올라온 수중 어뢰 폭발실험 동영상들을 보면, 충격파로 인한 음압은 거의 의미가 없어 보입니다. 그냥 함정이 두 동강으로 절단될 때만 잠깐 들리는 묵직한 소리와 물기둥 소리 등만 들리고 나머지는 헬기 등 촬영팀들에 의한 소음만 들립니다.
결론적으로 말하자면,
고막에도 전혀 이상이 없을 정도로 낮은 수준의 에너지파장에 의해 천안함 승조원이 그런 "튕김 현상"이 발생할 가능성은 전무합니다. 일부 승조원들이 선체절단과정에서 그 반동에 의해 충격을 받거나 쓰러진 것도 버블팽창으로 인한 Hogging 그리고 이어지는 붕괴와 버블제트로 인한 Sagging 등에 대한 반작용으로 선체가 요동하며 생긴 현상이지 충격파의 전달로 인한 결과물은 절대로 아니라고 봅니다.
Q>>>//신상철은 이것을 근거로 천안함이 좌초했다고 추론… 합조단은 갑작스런 추진축의 정지로 말미암아 스크류가 그렇게 휘었다고 추론… 스크류를 만든 회사에 문의해 보겠다고 하더니, 그 뒤로는 아무 소식이 없었… 추진축이 갑자기 정지했다고 해서 스크류가 그렇게 휠 수가 있는 걸까//
A>>> 참으로 신기하군요. 제가 조사했던 바로는, 스웨덴 국제조사 참가팀에게 스크류의 휨현상의 원인을 “추진축의 급정지로 인한 관성력”일수도 있다고 조언해준 주체가 바로 스크류 제조사인 KAMEWA였고 그 덕분에 한미 조사팀도 시뮬레이션 방향의 가닥을 잡은 것으로 알고 있는데 귀하는 정반대군요.
혹시 신상철이나 한경오 등 말고 신뢰할 만한 근거자료는 있습니까? 저는 그 문제와 관련해서 박사학위 논문자료도 보고 확인했었는데 말이지요. 실제로 합조단은 급정지로 vs 관성력에 의한 추진축 이탈이 무려 100mm나 있었던 것으로 확인했고, 이때에 관성력으로 발생한 압력이 무려 700MPa (=7,000kg/cm2)이나 된 것으로 보인다고 보고서에 나와있는데요? 그리고 만일 좌초했다면 스크류보다 훨씬 앞에 위치하고 더 아래쪽까지 내려가 있는 소나돔은 왜 말짱한지 생각해 보셨습니까?
참고로, 천안함 관련 시뮬레이션을 위한 입력 데이터 숫자만 무려 300만개가 넘고, case당 시뮬레이션에 소요시간이 16일씩이나 걸리는 엄청난 작업이었다고 합니다.
기타 아래는 참고할만한 자료들의 링크입니다.
https://en.wikipedia.org/wiki/Hydroforming
http://s-space.snu.ac.kr/bitstream/10371/125420/1/000000133575.pdf
덧: 위에 링크된 Hydroforming을 보면 천안함이 쪼개진 형상이 왜 그렇게 둥그런지 쉽게 이해될 겁니다. 그게 바로 전형적인 dishing이란 현상인데, 둥그렇게 팽창하는 버블가스와 충격파로 인한 압력으로 가운데가 움푹 들어간 겁니다.
아크로에 이런 글이 자주 올라왔으면 좋겠네요.
저도 천안함 사고 관련 의혹을 무지 많이 제기했었습니다. 하지만 후반부에는 자칭 진보진영의 진영주의에 빠진 정치논리로 진실보다는 정치적 입장이 앞서는 것에 학을 떼 그들과 싸우느라 날 밤을 새기도 했습니다.
당시 천안함 의혹을 제기하면서도 자칭 진보진영 과학자라는 이oo의 주장에는 과학이 없어 황당해 했던 적이 있습니다. 그 뒤로는 진보연 하는 학자들을 별로 신뢰하지 않게 되었죠.
아래는 당시 카이스트 송태호 교수와 재미 과학자 이승헌 교수 간에 붙었던 버블 어외와 관련한 논쟁에 대해 제가 감히 이승헌 교수를 비판했던 글입니다. 당시 이승헌은 천안함이 어뢰 폭침에 의한 것이 아니라고 강력히 주장한 과학자였습니다. 시간 나시면 제가 이승헌을 비판한 내용이 과학적으로 맞는 말인지 확인해 주시면 감사하겠습니다.
송태호 교수 vs 이승헌 교수(2) - 시선집중 인터뷰를 보고
2011.3.6.
필자는 전번에 송태호 교수의 시대정신에 기고한 글에 이승헌 교수가 프레시안에 반박한 글에 대해 간단하게 평가를 한 바 있습니다. 물리학에 대해 잘 모르는 일개 일반인이 감히 물리학자들의 논쟁에 끼어들 수 있겠습니까만, 고교 물리 수준에서 두 분의 이야기를 평가해 본 것입니다. 전번 글에서도 말씀 드렸지만, 저는 수중폭발이 가역팽창인지, 비가역과정인지 알지도 못하며, 두 분의 주장에 대해 물리학적으로 반론을 제기할 수준이 못 된다는 것을 다시 한번 밝힙니다.
전번 글(송태호 교수 vs 이승헌 교수 -1번 글씨는 타는가)은 시대정신 기고 글(천안함 과학인가 정치인가 - by 송태호)과 프레시안 기고 글(대한민국, 과학의 양심을 지켜라-by 이승헌)에 대해 제 입장을 말씀 드린 것이고 이번에는 두 교수가 MBC 손석희의 시선집중과 인터뷰한 내용(인터뷰 전문 보기(이승헌))을 평가해 보도록 하겠습니다. 기고한 글이 학문적이고 전문적인 글인 반면, 시선집중 인터뷰는 비교적 일반인들이 이해하기 쉽기 때문에 제 수준에서도 한번 입장을 밝혀도 되지 않을까 싶어 두 번째 글을 올리게 되었습니다.
결론부터 말씀드리면, 이승헌 교수는 시선집중 인터뷰에서도 송태호 교수의 주장을 잘못 이해하고 있으며, 자기 논리를 구체적으로 수식의 제시와 계산으로 검증하지도 않고 단지 주장만 하고 있습니다. 그리고 송태호 교수는 여전히 푸리에수를 이용하여 전면의 열의 영향이 후면으로 전달되는데는 시간이 많이 걸린다는 이유를 들어 1번 글씨가 타지 않는다는 필요 없는 주장을 하고 있습니다.
전체적으로 시선집중 인터뷰도 이승헌 교수의 논리가 허접하다는 것을 느낄 수 있습니다. 지금부터 이승헌 교수의 인터뷰를 따라가 보면서 무엇이 문제인지 알아보겠습니다
1. 이승헌 교수의 인터뷰 내용 리뷰
<이승헌 교수> 송 교수의 입장은 그 문제를 버블내부와 외부의 압력이 같은 팽창과정으로 볼 수 있다는 것이고 저의 입장은 버블내의 압력은 송 교수 말대로라면 2만 기압이고 합조단 주장이라면 20만 기압이고 수심 6m의 수압은 고작 2기압 밖에 안 되니 수압은 일단 무시하고 계산을 하자는 것이죠. 둘 다 아주 단순한 가정 같지만 이 두 가정은 엄청나게 다른 결과를 가져옵니다. 송 교수대로 라고 하면 버블이 팽창하며 압력이 2만이나 20만 기압이나 되는 물을 밀어내야 하기 때문에 에너지가 급격히 감소하게 되어 버블크기가 커지질 못하고 금방 없어져버리게 됩니다. 결과적으로 보면 어뢰가 터지면 생기는 100m 되는 물기둥이 생기는 대신에 2m 높이의 파도만 생기게 되죠. 어저께 손석희 교수님께서 이걸 지적하니까 송 교수는 그것은 자기가 모른다고 했는데 합조단이 아무리 조건을 바꿔도 송 교수의 기본 가정으로 시작하면 2m가 100m가 절대 되지 않습니다. 이걸 크기의 정도차이라 하는데요.
<필자의 반론> 송 교수는 버블 외부의 압력이 항상 2만이나 20만 기압이 된다고 한 적이 없습니다. 그리고 가스버블이 항상 2만 혹은 20만 기압의 물을 밀어내면서 에너지를 소모한다고 한 적도 없지요. 6m의 반지름을 가진 구형의 물의 중량은 904톤에 이릅니다. 가스 주변의 물의 압력이 팽창할 때부터 팽창이 완료될 때까지 항상 2만 혹은 20만 기압이라면 904톤의 물을 반경 6m 밖으로 밀어내려면 얼마의 에너지가 필요하겠습니까? 엄청난 에너지가 필요해 250kg TNT의 열량으로는 이 교수의 말대로 에너지가 급격히 감소되어 버블이 커지지 못하겠지요.
이 교수는 송교수가 버블의 경계면은 연속적이라 버블 내의 압력과 버블과 접촉한 물의 경계면의 압력이 동일하다고 했음으로 버블 가스가 팽창이 완료될 때까지 2만 기압의 물을 밀어내는 것으로 착각했습니다.
여기서 송 교수가 제시한 가스 버블이 바닷물을 밀어내면서 한 운동에너지의 공식을 살펴 보겠습니다. (송 교수의 보고서에서 수식을 복사하려니 잘 되지 않는군요. 링크하는 송 교수의 열전달연구실의 data room에 있는 “천안함 1번 글씨 주위의 온도 계산”를 참고 하십시오.) 이 수식을 보면 바닷물의 운동에너지는 버블이 팽창하는 순간 순간에 바닷물이 밀려나는 운동량을 적분한 값입니다.
이 교수는 2기압의 바닷물을 가스 버블이 밀어내는 일의 량(운동에너지)은 무시할 정도로 별 것이 아니라고 했습니다. 이 교수는 반경 6m의 바닷물(904톤)을 단지 2기압의 수중에서 6m를 옮길 때 필요한 운동에너지로 생각한 모양입니다. 가스 버블이 팽창하면서 바닷물이 한 운동에너지가 단지 904톤의 물을 6m 옮기는데 필요한 에너지와 동일하다고 본 것이죠.
이 교수는 송 교수가 제시한 바닷물의 운동 에너지 공식이 맞는지 여부를 검토하고 그것이 잘못 되었다면 지적하는 것으로 송 교수를 비판해야 하는데 그 운동에너지를 그냥 간단히 무시해 버리고 맙니다. 이 교수는 송 교수가 운동에너지의 량을 자기와 전혀 다르게 보고 있음을 간과하고 수중 폭발은 비가역적이라는 자기 전제에 몰두하여 엉뚱하게 송 교수의 전제(가역팽창)만 비판합니다. 만약 송 교수의 운동에너지 산식이 맞는 것이라면 이 교수의 비판이 완전히 잘못된 것이 되겠지요. 저는 송 교수의 산식이 맞는 것으로 생각하지만, 설사 송 교수의 산식이 틀렸다 하더라도 이 교수는 비판의 포커스를 잘못 잡고 있다는 것은 변함이 없습니다.
이 교수의 인터뷰 내용 중에 더 한심한 것은 그 다음입니다.
이 교수는 송 교수가 버블이 팽창하면서 바닷물을 2m 상승시킨다고 하자, 합조단은 100m의 물기둥을 만든다는데 고작 2m만 상승시키느냐고 따집니다. 이것은 초등학생이 들어도 한심하다 할 정도인데 명색이 버지니아대 교수라고 하는 분이 이런 주장을 하는 것은 물리학 지식의 문제가 아니라 성실성의 문제이고 상대에 대한 예의의 문제라고 봅니다. 이 교수의 이 말은 송 교수의 보고서를 한 번도 제대로 정독하지 않았다는 반증입니다. 한 번만 제대로 읽었다면 송 교수가 워터젯트(물기둥)의 높이가 2m라고 한 적이 없고, 가스 버블이 최대 팽창하였을 때 그에 따라 바닷물이 밀려올라갈 때의 높이라고 한 것을 알게 되었을 것입니다. 이 교수는 자기 임의대로 버블이 붕괴하여 물기둥을 만들 때 물기둥의 높이가 2m라고 이야기한다고 이해해 버렸습니다.
<이승헌 교수> 제 가정은 물을 밀어내는 드는 일을 무시했잖아요. 그런데 유튜브에서 어뢰 터지는 실제 실험을 보신 시청자 분들께서는 아시겠지만 물기둥이 거대합니다. 비교로 나이아가라 폭포가 있지 않습니까? 그게 52m밖에 안 돼요. 물기둥의 넓이가 20m/20m 라고 하니까 간단히 계산하면 물기둥을 형성하는 물의 양이 엄청납니다. 무게가 1만 톤 가까이 되죠. 그런데 이걸 중력에 반해서 솟구치게 하려면 송 교수의 결과인 6m도 안 되어 영하로 내려가는 버블로는 턱도 없죠. 제가 말씀드리죠. 버블 밖의 수압인 2기압은 무시하면 버블은 계속 고온을 유지하며 팽창합니다. 아마 몇 십m까지 커지겠죠. 그래야 100m 정도의 물기둥을 만들 수가 있습니다.
<필자의 비판> 이 교수는 100m의 물기둥을 치솟게 하는 에너지는 가스버블이 가지고 있어야 함으로 가스 버블이 팽창한 뒤에도 이 가스 버블의 열에너지가 1만톤의 물을 100m까지 올릴 에너지를 갖고 있어야 한다고 주장하고 있습니다. 그런데 100m의 물기둥을 치솟게 하는 것이 가스 버블이 갖고 있는 열에너지일까요? 물기둥은 버블이 붕괴하면서 발생합니다. 버블이 터지면서 그 공간을 바닷물이 순식간에 밀고 들어오면서 위로 치솟게 되는 것이지, 가스 버블이 갖고 있는 열에너지가 100m 물기둥을 만든 것이 아니라는 것이죠. 가스 버블은 열에너지+위치에너지+운동에너지를 갖고 있는데 가스 버블이 팽창했을 때 열에너지는 최소화되고 운동에너지가 최대화 된 상태입니다. 이 때 버블이 터지게 되면 가스 버블이 갖고 있는 운동에너지가 물기둥을 만들게 되는 것이죠. 가스 버블의 운동에너지는 바닷물이 100m 솟으면서 나타낸 운동에너지가 되는 것입니다. 즉, 가스 버블의 에너지(폭약의 열에너지)는 팽창하면서 운동에너지는 커지고 열에너지는 작아지고, 버블의 열에너지가 작아진다는 것은 버블 온도가 떨어지게 된다는 뜻입니다. 가스 버블이 열에너지가 없더라도(가스 버블의 온도가 낮더라도) 물기둥이 100m로 치솟을 수 있게 됩니다. 이 교수는 가스의 열에너지만이 물기둥을 만들 수 있다는 착각을 한 것이라고 봅니다.
이 교수가 이런 착각을 하는 이유는 가스 버블이 팽창하면서 한 일(바닷물의 운동에너지)을 처음부터 무시했기 때문입니다.
2기압의 물을 밀어내는데 필요한 일의 량(운동에너지)을 제대로 계산해 보지 않았기 때문에 발생한 것이죠. 이 교수가 물기둥의 발생 원천(에너지)를 문제 삼으려면 먼저 송 교수가 제시한 앞서의 산식의 문제점을 먼저 찾아야 할 것입니다.
<이승헌 교수> 송 교수가 주장하는 영하의 온도는 말도 안 되고요. 그러면 이걸 어떻게 입증할 수 있는지는 모의폭발실험을 하면 되죠. 사실 합조단이 모의실험을 했어요. 그 비디오를 보면 답이 나와 있습니다. 먼저 어떤 실험을 했는지 간단히 말씀드리죠. 실제 어뢰의 폭약은 250㎏이라고 주장을 했어요. 모의실험에서는 15g만 썼어요. 2만 배 정도 되는데 폭발 후 과정을 비디오로 담았는데요. 아무나 국방부 천안함 사이트에 가면 볼 수 있어요. 그걸 보면 폭발 후 노란색을 띠는 버블이 생겨서 급속히 팽창하면서 색깔이 노랑 빨강으로 변합니다. 이 온도는 그 버블내의 기체온도를 바로 알 수가 있어요. 이걸 흑체복사현상이라고 하는데요. 물리학과 1학년이나 3학년이면 알 수 있는 현상입니다. 노랑색은 5천도를 뜻하고 빨강색은 4천도 정도를 뜻합니다. 노랑 빨강이 되었을 때 다시 말해서 온도가 최소 4천도가 되었을 때 버블의 크기를 보면 지름이 0.5m, 반경이 0.25m 정도 되죠. 이것을 실제 250kg 폭약이 터졌을 때 환산하면 26정도를 곱해야 됩니다. 자세한 건 말씀 안 드리죠. 다시 말해서 6.5m 디스크 거리보다 더 큰 크기의 버블의 온도가 4천도가 된다는 말이죠.
<필자의 비판> 이 부분은 송 교수가 답변한 것을 대신하는 것으로 비판으로 갈음하고자 합니다.
송태호 교수의 반론 - 이교수는 ‘아주 적은 양의 폭약을 터뜨려도 곧 3000도 이상의 고온 가스가 되어 빨간 색, 노란 색의 빛이 나오는 현상을 어떻게 설명할텐가?’하고 묻습니다. 제 전공이 열전달 중에서도 복사열전달입니다. 이에 대한 제 대답은 ‘지극히 당연하고 그렇게 되어야만 한다’는 것입니다. 먼저, 폭약의 양과 초기 온도와는 관계가 없습니다. 예를 들어서 1 그람의 콩알만한 폭약 250,000개를 모아서 한꺼번에 터뜨렸다고 해 봅시다. 각각의 콩알은 3000도 이상으로 올라갑니다. 그 개수를 여러 개 모았다고 더 올라가는 것이 아니라는 말입니다. 사람이 두 명이 있다고 온도가 체온 36.5도의 두 배가 되는 것이 아니지요. 이것은 열역학에서 온도가 소위 intensive property이기 때문에 그런 것입니다. 그러니까, 폭약의 양이 아주 작더라도 초기 온도는 관계가 없습니다. 그 파괴력만 양에 관계가 있습니다. 사실, 라이터 압전 소자에서 ‘딱’ 소리와 함께 튀는 불꽃도 수 만도의 온도에 다다릅니다. 고온에 이르면, 그 온도에 해당되는 플랑크(Planck) 복사를 합니다. 플랑크 복사시 가장 많은 에너지가 나오는 파장은 3000/온도(K) 마이크론 입니다. 이것이 비인(Wien)의 법칙입니다. 3000K이면 1마이크론이니까, 빨갛고 노란 빛과 적외선이 방출됩니다. 그런데, 그 양은 얼마 되지 않고, 버블이 팽창하면서 온도가 내려가면서 더 이상 의미가 없습니다. 저 자신도 버블에서의 복사를 감안한 보조계산을 했었는데, 별로 중요하지 않아서 아예 언급도 하지 않았습니다. 관심이 있는 분들은 저처럼 계산하고 확인하시기 바랍니다.
<이승헌 교수> 1번 마크가 뜨거운 가스에 휩싸이죠. 탔겠죠. 이종인 씨가 토치로 1번을 쏘였더니 순식간에 타버린 실험을 유튜브에서 보시면 아실 겁니다
<필자의 비판> 이승헌 교수의 앞의 말은 맞고, 뒤의 말은 틀렸습니다.
“1번 마크가 뜨거운 가스에 휩싸인다”는 것은 가스 버블이 구형으로 확산되기 때문에 맞는 말이며, 1번 글씨가 씌어진 디스크 후면도 가스가 직접 맞닿을 수 있게 됩니다. 이 부분은 송 교수가 잘못 말하고 있는 것 같습니다. 송 교수는 가스의 팽창(확산) 방향이 일직선으로만 진행한다고 가정하고 디스크의 전면에 도달한 가스의 열이 1번 글씨가 씌어진 후면에 전달되는 것은 짧은 시간에는 극히 작다는 점을 들어 1번 글씨가 타지 않는다고 주장합니다. 송 교수는 푸리에수를 계산하면서 설사 3000도의 열이 짧은 시간에 디스크의 전면에 가해져도 후면은 단 1도도 증가시키기 힘들다고 합니다. 송 교수의 이 주장은 열의 전달 방향이 일직선일 경우 맞는 말이 되지만, 구형의 형태로 열이 전달되는 경우는 다릅니다. 예를 들어 가로 세로 10cm, 두께 10cm의 쇠의 뒷면에 1번 글씨를 쓰고 정면에서 화염방사기를 순간(1초)만 쏜다면 이 물체의 뒷면 1번 글씨는 타버릴까요, 온전할까요? 아마 타버릴 것입니다. 화염이 물체를 감싸면서 후면에도 직접 닿게 되기 때문입니다.
이 교수가 이종인씨의 실험의 예를 들어 송 교수을 반박하는 것은 잘못되었습니다. 이종인씨의 실험은 수 초간 고열을 가했을 때 글씨가 없어지지만, 수중 폭발에서 디스크 후면의 1번 글씨에 열이 가해지는 시간은 불과 0.1초 이내입니다. 이렇게 짧은 순간과 2초 이상의 이종인씨의 실험을 비교하는 것은 무리입니다.
2. 송태호 교수의 보고서는 천안함이 어뢰에 폭침되었다는 것을 증거하는가
합조단과 국방부은 송태호 교수의 보고서가 마치 천안함이 어뢰에 폭침되었다는 것을 증명하는 것처럼 이야기합니다. 어뢰 폭침설에 반발하는 여기 서프앙들도 송 교수의 보고서가 맞다면 북한 어뢰설이 힘을 얻을까봐 송 교수의 논리에 과학적 접근과 비판보다는 자기 방향에 부합하는 논리를 쫒아 가고 있습니다.
그러나 송 교수의 보고서는 어뢰 폭침설을 증명해 주는 것이 아닙니다. 단지 버블젯트 어뢰가 폭발했을 때 그 가스 버블의 거동의 메카니즘을 보여줄 따름입니다. 1번 글씨가 타지 않는다고 해서 북한 어뢰설이 증명되는 것도 아닙니다. 1번 글씨는 폭발 전에 씌어질 수 있고, 폭발 후에도 씌어졌을 수도 있기 때문입니다.
송 교수의 보고서는 오히려 국방부와 합조단을 곤혹스럽게 만듭니다. 송 교수의 이론에 따르면 버블 반경 6m 지점 이상의 범주는 상온이나 영하가 됩니다. 합조단과 국방부는 이 환경에서 어뢰 추진체의 스크류에 흡착되었다는 물질(알루미늄 산화물?, 수산화 알루미늄?, ASSH?)이 어떻게 흡착될 수 있는지 그 메카니즘을 밝혀야 합니다. 상온이나 영하의 온도에서는 알루미늄 산화물이 흡착될 수 없다고 한다면, 흡착물이라고 발표한 그 물질은 흡착된 것이 아니라 장시간(6개월 이상)에 걸쳐 바닷속에서 침전, 형성된 것으로 보아야 합니다. 즉, 수거한 어뢰 추진체는 천안함 사고와는 전혀 상관없다는 이야기가 되는 것이죠.
송 교수도 상온 혹은 영하에서 알루미늄 산화물이 흡착되는 메카니즘을 규명하는 것은 국방부와 합조단의 몫이라고 밝혔습니다. 송 교수는 물리학적인 문제만 언급할 뿐, 자기 전공이 아닌 분야는 그 분야의 전문가에게 맡기겠다는 입장으로 바람직한 태도를 보이고 있습니다.
저는 어뢰가 폭발했을 때 1번 글씨가 타지 않는 쪽에 무게를 둡니다. 저는 앞서 송 교수가 전면에서 후면으로의 열 전달이 용이하지 않은 점을 들어 1번 글씨가 타지 않는다는 주장에 대해 반박했습니다만, 송 교수의 이 주장도 전면적으로 부정하기 힘든 측면이 있습니다. 1번 글씨가 씌어진 디스크의 후면을 다른 어뢰 부속품들이 감싸고 있다면 가스 버블이 구형으로 확산하여 디스크 후면을 감싼다고 하더라도 그 열이 1번 글씨에 닿지 않을 수도 있기 때문입니다. 또 3,000도의 가스가 6m로 팽창하여 1번 글씨가 있는 디스크 후면에 직접 가해진다 해도 0.1초 이하의 순간적인 노출로 과연 1번 글씨가 탈 수 있을지도 의문입니다.
3. 필자가 이승헌 교수을 비판하는 이유
이승헌 교수는 천안함의 어뢰 폭침설에 의혹을 가지는 과학계를 대표하는 한 사람으로 대중들에게 각인이 되어 있습니다. 이 교수의 한 마디 한마디, 글의 한 줄 한 줄이 제 같은 필부들이 발설하고 올리는 것과는 그 영향력이 하늘과 땅 차이이지요. 이런 입장을 이승헌 교수가 알고 있다면, 송태호 교수의 보고서를 건성으로 읽거나 자기 주장을 검증하지 않고 대충 말을 할 수 없다고 봅니다. 그런데 불행하게도 이 교수의 글과 인터뷰 내용을 보면 상대방(송태호 교수)의 보고서도 제대로 읽지 않았다는 것을 알 수 있습니다. 또 잘못된 반론이라고 지적을 받은 사항을 재차 논점을 이탈해서 똑같은 반론을 제기하는 모습은 주장의 옳고 그름을 떠나 토론의 기본이 되어 있지 않다고 볼 수밖에 없습니다. 물리학 지식과 논리의 적부를 떠나 상대에 대한 최소한의 예의조차도 없다고 보여집니다. 저는 이런 측면에서 설령 이승헌 교수의“수중폭발은 비가역적이다“이라는 주장이 맞다고 하더라도 이승헌 교수를 비판하지 않을 수 없습니다.
이승헌 교수의 이런 태도와 주장은 어뢰 폭침설에 의문을 제기하는 선량한 국민들에게 피해를 주게 됩니다. 대표적인 과학계의 어뢰설 부정론자의 주장과 태도는 의혹을 제기하는 측(세력)의 이미지에 덧씌워지게 되고, 그것이 부정적인 것이라면 그 여파는 상당할 것으로 생각됩니다.
이승헌 교수는 언론매체에 글을 기고하거나, 인터뷰할 때는 자기 주장을 재삼 검증하시고 신중하게 나서주실 것을 당부드립니다.
https://www.youtube.com/watch?v=rMefNruKeIo
신상철이 천안함 스크류 관련해서 합조단의 해명을 반박하는 동영상입니다.
다시 말해서, 미해군연구소와 과학자들이 내놓은 공식에 의거한 계산식과 설명은 이해하려고 하는 노력은 전혀 하기 싫고,
허접하게 자기 직관에만 의존하는 작자의 동영상 반박 내용은 믿고 싶다는 것 아닙니까?
죄송합니다만, 허접한 신상철류의 동영상 따위나 보며 인생 낭비할 생각은 전혀 없습니다.
신상철씨가 님대신 생각해 주는 사람인가요?
그렇다면 그냥 그런거나 믿고 사시던가요.
정말 토론을 원하신다면, 직접 요점을 정리해서 반박해보세요.
요점 정리가 안 된다는 것은, 생각이란 걸 할 능력 자체도 없다는 겁니다. 그러다보면 결국 남의 생각을 내생각인양 착각하는 것이지요.
상세한 설명을 써 주신 점에 대해서 정말 감사드립니다. 저는 그 설명을 제대로 이해할 능력이 없지만, 다른 회원들이나 다른 독자들은 도움이 될 수도 있습니다.
1. 영화에 보면, 주인공이 물 속으로 뛰어들고, 적들이 주인공에게 총을 쏘는데, 총알이 물속을 휘젓고 들어가는 장면이 있습니다. 공기중에서 쏘아진 총알이 수중에서는 속력이 감소하다가 몇 미터 못 가서 운동을 멈추게 되지요. Alnilam 님의 설명은 이 점을 보여주고 있습니다.
그런데 저는 조금 다르게 생각합니다. 화약의 폭발 속력은 공기중에서는 4000m/s 이상이라고 알고 있습니다. 그런데 총을 쏘게 되면, 총알의 속력은 이 속력이 안 나오죠. 어뢰가 폭발하는 경우에 파편은 가스와 함께 물을 밀고 이동하게 됩니다. 물 때문에 속력이 감소되고 싶어도 뒤에서 밀어닥치는 가스 압력 때문에 계속 전진하게 되는 거죠. 그러다가 배 밑바닥에 접촉하게 됩니다. Alnilam 님의 설명에 따르면, 초속 130~170미터 정도로 밀려간다고 봐야 되겠죠. 그렇다면 천안함의 바닥에는 파편이 박힌 자국이나 긁힌 자국이 남아 있어야 할 것 같습니다.
2. 잠수함 영화를 보면, 어뢰나 폭뢰가 주변에서 터지면서 잠수함이 흔들리는 장면이 나옵니다. 저는 이것을 어뢰 폭발에 따른 충격이 전해진 것으로 생각해 왔습니다. 어뢰 폭발시 생겨나는 가스가 바닷물을 밀고, 그 바닷물이 다시 잠수함을 밀어서 생기는 것이죠. 잠수함 내에 단단히 고정된 기둥 가까이에 머리를 대고 있었다면, 순간적으로 기둥과 머리가 충돌하게 될 것입니다. 이게 튕기는 현상이죠. 그런데 천안함사건 당시에 작전관 박연수 대위는 이런 현상을 얘기하지 않고, 공중으로 솟았다가 다시 아래로 몸이 떨어졌다고 증언합니다. 그래서 이 부분이 이해가 안 되는 것입니다.
죄송하지만 앞으로 저의 답글을 놓고 다른 사람 운운 따위의 변명은 하지 마시기바랍니다.
일단 답변한 김에 예의상 답변을 달아드리지만, 앞으로 별다른 내용이 없으면 그냥 무시하겠습니다.
1. 보아하니 화약의 폭속에 대해서는 알아냈지만, 정작 그게 무엇을 의미하는 것이며, 얼마나 위력을 지속할 수 있는지 등에 대한 사고실험을 할 의지는 없어보이는군요.
그런데 착각하지 마시지요. 총알 역시 화약의 폭발력으로 인해 나가는 겁니다. 쥐뿔이나 속도만 빠르면 뭐합니까? 빠른만큼이나 에너지 소모도 빨라서 금방 사라지고 마는데요. 수류탄에 장전된 화약 역시 비슷한 폭속을 갖습니다만, 그래서 수류탄의 위력이 반경 4~5킬로를 넘는답니까?
빠른 폭속 때문에 충격파가 발생하지만 0.1~0.3초만 지나가면 그냥 소멸되서 사라지는거 못봤습니까? 차라리 허접한 반박 동영상보다 그런 동영상이나 찾아보세요.
기껏 물의 물리적 특성을 근거와 자료를 들어 설명하니 아직도 혼자만의 미신과 망상에 근거해서 주장하십니까?
허접한 상상은 그만하시고, 이쯤에서 비대칭 비유선형으로 넙적한 알루미늄판이나 철재가 도대체 어떻게 어마어마한 물의 저항력을 이겨낼 수 있는지 설명해 보세요. 그게 안되면 신상철이나 이승헌보고 직접 설명해보라고 해보세요.
2. 이제는 영화가 등장하는군요. 영화와 현실은 구분하시지요.
그리고 몇 번이나 설명해야 알아 듣습니까? 천안함은 수상함이고 님이 영화 속에서 봤다는 건 잠수함입니다.
물 속에서는 밀도가 높아서 소리나 충격파같은 것도 지상에서보다 몇 배로 빨라집니다. 또한 에너지 전달도 거의 그대로 이루어집니다.
좀더 쉽게 얘기하자면, 물 속에서는 적잠수함이나 수상함에서 발생하는 소음도 탐지해서 감지하고 감시 (음탐) 합니다. 그러나 수상함은 그런 거하기가 쉽지 않지요. 시간낭비하지 마시고 그런 것부터 찿아 이해하는 사고능력을 키워야 저런 지적사깃꾼들한테 휘말리지 않게 됩니다.
지금까지 나름대로 귀하의 의문점에 대해 전부 설명했다고 생각합니다. 그 부분들 부터 이해가 되야 좀더 깊숙한 토론이 가능합니다. 최소한 알파벳도 제대로 못하면서 문법을 논하겠다고 주장한다면 그건 차라리 망상이라 해야되겠지요?
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