바람을 앞지른 차, 불가능을 가능으로 바꾼 1만 달러

상식을 뒤엎는 물리 법칙의 승리와 블랙버드가 보여준 과학적 진실

바람을 등지고 달리는 자동차가 바람의 속도보다 더 빠르게 나아갈 수 있을까요? 상식적으로 생각해보면 돛을 단 배가 바람에 밀려가듯, 자동차도 아무리 빨라야 자신을 밀어주는 바람의 속도를 넘어서기는 힘들어 보입니다. 만약 바람보다 더 빨리 달린다면 그것은 마치 자신의 머리카락을 잡아당겨 스스로 몸을 공중에 띄우는 것처럼 에너지 보존 법칙을 위배하는 불가능한 일처럼 느껴지기 때문입니다. 이러한 의문은 일반인뿐만 아니라 학계의 권위 있는 전문가들에게도 매우 흥미롭고도 치열한 논쟁거리가 되었습니다.

이 불가능해 보이는 도전의 중심에는 블랙버드라는 이름의 풍력 자동차가 있었습니다. 한 유명 과학 유튜버가 이 차가 바람보다 빠르게 달릴 수 있다는 것을 실험으로 보여주자, 세계적인 물리학자인 알렉산더 쿠센코 교수는 정면으로 반기를 들었습니다. 교수는 바람이 일정하게 불지 않았을 가능성과 지면 높이에 따른 풍속 차이로 인한 착시 현상이라고 주장하며 자신의 논리가 틀렸을 경우 1만 달러를 주겠다는 파격적인 내기를 제안했습니다. 과학적 직관과 권위가 부딪히는 순간이었습니다.

https://youtu.be/jyQwgBAaBag?si=YzUEAEreUmM8mfAQ

하지만 과학은 권위가 아닌 명확한 증명으로 답을 내놓았습니다. 동료 엔지니어들은 트레드밀이라는 통제된 환경 위에서 똑같은 구조의 모형차를 작동시키며 바람의 불규칙성 문제를 해결했습니다. 움직이는 바닥 위에서 차가 앞으로 나아가는 것은 물리적으로 일정한 바람 속에서 달리는 것과 완벽히 동일한 조건이기 때문입니다. 또한 실제 현장에서도 다양한 높이에서 정밀하게 바람을 측정하여 고도에 따른 차이가 자동차의 성능에 미치는 영향이 미미하다는 것을 입증해 냈습니다. 복잡한 방정식들이 쏟아지는 가운데 진실은 점차 명확해졌습니다.

블랙버드가 바람을 추월할 수 있었던 핵심 원리는 바퀴와 프로펠러 사이의 절묘한 연결에 숨어 있었습니다. 이 자동차의 프로펠러는 단순히 바람을 받는 돛이 아니라, 바퀴의 회전력을 전달받아 공기를 뒤로 밀어내는 선풍기 역할을 수행합니다. 바퀴가 구르면 체인으로 연결된 프로펠러가 회전하고, 이 회전이 공기를 뒤로 강하게 밀어내면서 추가적인 추진력을 얻는 구조입니다. 이는 마치 자전거를 탈 때 기어를 변속하여 적은 힘으로도 효율을 높이는 도르래의 원리와 같습니다. 바람의 에너지를 바퀴와 프로펠러가 서로 주고받으며 증폭시키는 영리한 설계가 물리적 한계를 넘어선 비결이었습니다.

https://youtu.be/VUgajGv4Aok?si=Td9QIQHxB7jaJRaU

결국 쿠센코 교수는 자신의 물리적 판단에 오류가 있었음을 깨끗하게 인정했습니다. 그는 약속대로 1만 달러를 송금했고, 이 돈은 과학 교육을 위한 기금으로 사용되며 이 위대한 논쟁은 아름다운 결말을 맺었습니다. 당연하다고 믿었던 상식에 질문을 던지고, 그것을 정교한 실험과 논리로 증명해 나가는 과정은 과학이 가진 진정한 매력을 보여줍니다. 비스듬한 곡선의 프로펠러가 만들어낸 작은 양력과 바퀴의 회전이 만들어낸 기계적 조화는, 우리가 보지 못했던 에너지의 흐름이 실재함을 완벽하게 증명해 냈습니다.

https://youtu.be/yCsgoLc_fzI?si=FcRjs-SN0n3jNOAw