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세상엔 신기한 일들이 진짜 많고 궁금한 일들도 많아요. 왠지 친구들도 선생님도 모르고, 유튜브를 뒤져봐도 답이 안 나올 것 같은 질문이 있다고요? 
그럴 땐 주저 말고 어과동에 물어봐요! 어과동 기자들이 답을 찾아서 알려줄게요!

A 2017년 11월 16일, 남아메리카 페루의 수도인 리마 사람들은 모두 축구 경기를 보고 있었어요. 그날, 페루 대표팀이 뉴질랜드를 이기면 36년 만에 월드컵 본선에 진출할 수 있었거든요. 전반 27분, 페루가 선제골을 넣자 열광한 사람들이 모두 집에서 발을 굴렀어요. 그 결과, 페루 지구 물리학 연구소는 규모 1.0의 지진을 관측했다고 발표했지요. 자, 760만 명의 리마 사람들이 지진을 일으켰으니, 전 세계 사람들이 한꺼번에 뛰면 지구도 흔들 수 있지 않을까요?

2016년, 미국 오하이오주립대학교의 천체물리학자 폴 서터와 산디아 국립연구소의 마크 보슬로는 뉴욕에 모인 70억 명의 사람(약 3630억 kg)이 제자리에서 30cm 높이로 뛴다고 가정하고 계산을 했어요.

결과는요? 사람들이 착지하며 발생하는 에너지로 약 200㏈에 달하는 엄청난 소음이 발생해요(제트기가 약 130㏈의 소리를 내죠). 게다가 땅으로 흡수된 에너지가 지면을 흔들면서 규모 4~8 사이의 지진이 발생해요. 이 지진의 여파로 30m 높이의 해일이 발생할 수도 있고요.

하지만 뉴욕은 무너져도 지구 전체에 영향을 미치는 일은 없을 거예요. 적어도 지구 질량은 70억 명의 사람보다 10조 배는 무겁거든요. 그래서 사람들이 한꺼번에 뛴다 해도 지구가 공전 궤도에서 이탈해서 화성과 가까워지는 일은 없을 거라 하네요!

A 커피는 약 6~7세기, 아프리카 동부의 에티오피아 고원지대에서 발견되어 세계로 퍼졌어요. 하지만 커피에서 머리를 맑게 하고 잠을 깨우는 성분인 ‘카페인’이 분리된 것은 훨씬 나중인 19세기의 일이에요. 1819년, 독일의 과학자 프리들리프 페르디난트 룽게가 처음으로 커피콩에서 추출했지요.

카페인은 신경전달물질 중 하나인 ‘아데노신’의 작용을 방해해요. 우리가 열심히 뛰어놀거나 공부를 하면 피곤하고 졸린 이유는 뇌세포에 아데노신의 농도가 높아졌기 때문이에요. 그런데 카페인의 화학 구조는 아데노신과 비슷하게 생겼어요. 그래서 아데노신이 붙어서 신호를 전달할 뇌세포의 자리에 카페인이 대신 붙어 아데노신의 작용을 방해하지요. 즉 카페인이 아데노신으로 하여금 졸음 신호를 전달하지 못하게 방해하면서 잠이 안 오게 되는 거랍니다.

하지만 이 글을 읽는 어린이 독자 여러분은 커피를 많이 마시지 않길 바라요! 청소년기의 쥐에게 카페인을 투여하자 수면이 교란되면서, 뇌 발달과 학습이 지체되었다는 연구가 있거든요. 푹 자는 게 최고!

A 시간여행을 해서 부모님의 결혼을 방해한다면 내가 태어날 수 있을까요? 임진왜란 시대로 돌아가서 조선군에게 기관총을 나눠준다면 조선군이 이기고 역사가 바뀔까요? 이렇게 시간여행을 하면 발생할 수 있는 논리적인 모순들을 ‘타임 패러독스’, 혹은 ‘시간여행 역설’이라 불러요. 시간여행 역설에는 위에서 든 예 말고도 다양한 종류가 있지요.

<;어벤저스>;를 포함해서, 수많은 SF 소설과 영화들이 시간여행 역설을 다루고 있어요. 하지만 시간여행 역설은 소설가뿐만 아니라 물리학자들에게도 중요한 문제랍니다. 우리가 사는 세상의 시간이 어떻게 작동하는지를 파악하기 위해서는 꼭 풀어야 할 질문이니까요.

최근에는 캐나다 페리미터 이론 물리학 연구소의 물리학자 제이콥 하우저와 바락 쇼섀니가 ‘여러 평행 우주가 존재하는 경우라면 시간여행 역설을 겪지 않고 시간여행을 할 수 있다’는 내용의 논문을 발표했어요. 현재 내가 사는 우주와 비슷하지만 다른 곳인 평행 우주로 떠난다면 새로운 역사가 펼쳐질 수 있어서, 골치 아픈 문제 없이 편하게 시간여행을 할 수 있다는 뜻이죠. 물론 먼저 타임머신을 만들어야 가능한 이야기지만요!