실수로 던진 공이 유리창에 부딪히면 와장창 깨질 때도 있지만, 충격점에서부터 사방으로 금이 쫙 갈라지며 아슬아슬하게 형체를 유지할 때도 있다. 프랑스 엑스-마르세유대의 니콜라스 반덴베르그헤 교수 연구팀은 실험을 통해, 균열 패턴이나 개수를 이용해 충돌 물질의 특성과 충돌 속도를 알아낼 수 있는 방정식을 만들었다. 이 연구 결과는 피지컬 리뷰 레터스 저널에 발표됐다.
연구진은 두께 약 0.5mm에서 수 mm에 이르는 유리판에 초당 10~120m의 속도로 공기총을 발사할 때, 균열이 어떻게 변하는지 고속 카메라로 촬영했다. 그 결과, 균열의 개수가 충돌 속도의 제곱근에 비례한다는 것을 알아냈다. 이는 작은 돌멩이가 시속 80km로 움직이는 자동차 유리에 충돌했을 경우, 시속 20km로 움직이는 자동차와 충돌했을 때보다 두 배 더 많은 균열이 발생한다는 걸 의미한다. 연구팀은 여러 물질들을 대상으로 비교실험을 한 결과, 균열의 개수와 충돌 물질의 특성을 계산하는 방정식을 만들 수 있었다.
이 방정식은 사고나 범죄 현장에 대한 단서를 제공하는 것은 물론, 우주 연구에도 쓰일 수 있다. 예를 들어 얼음으로 뒤덮인 목성의 위성 유로파에서는 운석 충돌 분화구로부터 밖으로 뻗은 균열이 관측된다. 이런 균열 패턴을 통해 유로파를 구성하는 물질에 대한 정보를 얻을 수 있는 것이다.
