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물리학의 여러 원리를 엑스맨 히어로들의 초능력에 견주어 설명한 똑똑하고 재미있는 과학책!!

청소년을 위한 교양과학 시리즈인 ‘내게 과학을 알려줘’ 2탄으로 출간했던 〈엑스맨 주식회사〉의 개정증보판이다. 교양과학의 내용을 물리학 전자기학 생명공학 유전공학 등으로 다양하게 다루었던 것을 두 개의 카테고리 안에 담아 ‘물리’ 편과 ‘생명과학’ 편으로 정리했는데, 이 책은 그중 첫 번째로 엑스맨 히어로들이 자랑하는 초능력을 물리학의 원리로 풀어낸 것이다. ‘어벤져스를 제압한’이라는 부제에 맞추어 〈울버린〉 〈매그니토〉 〈사이클롭스〉 〈밴시〉 편에서 각각 어벤져스의 능력 및 특징과 비교하는 꼭지들을 추가 집필했다. 〈울버린〉에서는 “비브라늄과의 비교 논쟁에 종지부를 찍다”, 〈매그니토〉 편에서는 “천하의 아이언맨도 내 손 안에 있노라”, 〈사이클롭스〉 편에서는 “아이언맨의 리펄서 빔”, 〈밴시〉 편에서는 “헐크에게 두려움을 줄 수 있는 목소리”가 바로 그 부분이다. 이 밖에 본 책의 내용이 현재 중고등학교 과학교과 과정에서 어떤 부분과 연결되는지를 밝힌 ‘교과연계’ 페이지를 덧붙여 학교공부에 직접적인 도움이 되도록 구성했다. 중학교 과정의 ‘물질의 구성’ ‘전기와 자기’ ‘빛과 파동’ ‘기체의 성질 중 입자의 운동’ ‘파동과 소리’, 고등학교 과정에서는 ‘통합과학’과 ‘물리1’ ‘물리2’에서 연결점을 찾아볼 수 있다. ‘엑스맨 주식회사’라는 가상의 회사에서 경력직 사원을 모집한다는 아이디어를 기반으로 히어로들의 삶과 각각의 능력에 얽힌 과학 이야기를 멋진 스토리텔링으로 풀어낸 이 책은 재미난 과학과 어려운 과학 사이에서 길을 잃은 청소년들과 현대 과학의 흐름을 따라 가고 싶은 학부모 및 교사들에게 새로운 즐거움을 선사할 것이다.

엑스맨의 능력이 어벤져스를 넘어선다고?
엑스맨 시리즈의 히어로 다섯 명의 초능력에 얽힌 비밀, 그들의 능력에서 유추해볼 수 있는 과학적인 사실들을 파헤치는 이 책에는 전자기를 지배하며 공중부양을 하는 매그니토, 뛰어난 피부 재생 능력과 괴력을 자랑하는 울버린, 레이저 빔을 무기로 사용하는 사이클롭스, 대기의 흐름과 폭풍을 제어하는 스톰, 음파 변환 능력으로 모든 것을 쥐고 흔드는 밴시가 등장한다. 이들의 능력을 하나하나 살피다 보면 영화를 보면서 “에이 설마!” 했던 놀라운 무기들이 실은 과학 이론으로 설명 가능하다는 사실에 다시 한번 감탄하게 된다. 전자기장과 자기장, 유사 이래 인류가 금속의 강도를 높이기 위해 사용해온 합금의 비밀, 광학을 둘러싼 여러 연구, 대기 흐름의 다양한 결과물로서의 천둥 벼락 번개, 초음파와 소닉스크림을 이용한 현대 무기 이야기 등 돌연변이와 함께할 수 있는 과학 이야기는 상상을 초월할 만큼 무궁무진하다.

뮤턴트의 초능력을 우리는 과학시간에 이미 배웠다?
별명에서 짐작하듯 전자기를 지배하는 매그니토는 자기장을 제어하는데 여기서 초전도체 이야기와 지구에 자기장이 필요한 이유가 설명된다. 피부 재생 능력을 가진 울버린 편에서는 그의 몸을 구성하는 신비한 아다만티움을 예로 합금의 역사를 살핀다. 천연 레이저와 광학 연구의 발전상은 사이클롭스를 통해, 대기 흐름과 관련된 기후와 날씨 이야기는 스톰 편에서, 그리고 음파변환 및 초음파의 영역은 밴시의 능력을 되짚으며 분석한다. 그런데 엉뚱하게만 보였던 이 이야기들이 실은 우리가 학교 과학 시간에 배우는 내용과 밀접하게 연결된다는 사실을 알고 있는가? 이를테면 〈울버린〉은 물질의 구성(중학교)과 신소재(고등학교 통합과학), 양자현상(고등학교 물리2)을, 〈매그니토〉 편에서는 전기와 자기(중학교), 환경과 에너지(고등학교 통합과학), 물질과 전자기장(고등학교 물리1), 파동과 빛(고등학교 물리2)에 대해서, 〈사이클롭스〉는 빛과 파동(중학교), 파동과 정보통신(고등학교 물리1), 미시세계와 양자현상(고등학교 물리2)을, 〈스톰〉 편에서는 기체의 성질·기권과 우리생활(중학교), 운동과 에너지(고등학교 물리2), 〈밴시〉에서는 빛과 파동(중학교), 파동과 빛(고등학교 물리2) 등과 밀접하게 얽힌 내용을 배울 수 있다.

캡틴아메리카와 블랙팬서의 비브라늄보다 강한 금속을 다루다 울버린
전설의 새드 맨, 울버린입니다
최강 치유 능력을 가진 히어로 | 협업하면 강해진다 | 함께 가야 오래 간다
무한 맷집을 자랑하는 돌연변이
아다만티움의 탄생 | 합금의 역사가 궁금하다면? | 구약성경에서 힌트를 얻다 | 아다만티움의 놀라운 특징들
브라비 아다만티움
또 하나의 단서 | 아다만티움의 후예들
비브라늄과의 비교 논쟁에 종지부를 찍다
돌연변이여 영원하라

아이언맨의 금속 심장을 움켜쥔 남자 매그니토
나는 돌연변이들의 왕입니다
무늬만 차가운 남자 매그니토 | 나는 이 회사를 키울 적임자다 | 오로지 너 자신만 사랑하라!
남들과의 비교를 불허하는 이유
나는 자기장 컨트롤러다 | 돌연변이로 추정되는 천재의 탄생 | 천재의 업적을 뒤따른 인간들 | 진정한 초전도체의 등장 | 비법서를 해석해 줄 전문가가 나타나다 | 초전도체의 진화
매그니토의 능력 강화 응용 팁
대기를 지녔던 또 하나의 행성 | 지구 자기장이 꼭 필요한 이유 | 빛나는 나의 업적
돌연변이여 영원하라

아이언맨의 리펄서 빔에 당당히 맞서다 사이클롭스
엑스맨의 진정한 리더
나는 휴먼 뮤턴트의 전설입니다 | 스마트한 후배를 양성하고 싶다 | 행동하지 않는 지식은 무용지물
눈싸움 종결자
살아 있는 빛 옵틱 블라스트 | 광선 무기의 시초 | 빛과 파장 영역 | 옵틱 블라스트의 위력은 레이저 무기에 버금간다
최종 병기 레이저 빔
광학자로서 미래를 준비하다 | 유도 방출이란 무엇일까? | 레이저 빔의 비밀을 파헤쳐라 | 폭주를 막을 수 있는 필수품
돌연변이여 영원하라

대기 흐름의 컨트롤러 스톰
지구와 소통하는 뮤턴트 스톰
하늘을 날며 바람을 일으키다 | 뮤턴트와 인간은 함께 행복해야 합니다 | 함께 걸어야 오래 간다
스톰, 기체를 다스리는 자
공기를 지배한다 | 빈틈을 적절히 파고드는 능력 | 희뿌연 하늘 만들기
제우스와 토르의 능력을 내 손안에
토르에 필적하는 능력 | 벼락 공격의 공략법
돌연변이여 영원하라

헐크마저 벌벌 떨게 만드는 어둠의 목소리! 밴시
범죄자에게만 들리는 목소리!
아일랜드를 넘어 전 세계를 수호하라 | 인생을 새롭게 시작하고 싶어요 | 작은 일에 충실하라
음파 지배자 밴시
내 목소리는 초음파 영역에 있습니다 | 소닉 스크림의 위력과 한계
비장의 카드, 그 비밀을 밝혀라
극악무도한 무기 | 내 공격을 피하기 위한 유일한 비법
돌연변이여 영원하라

참고문헌 / 교과연계

이미 충분히 혼란스러울 여러분에게는 미안한 말이지만, 우리가 영화 속에서 목격한 금속 재료들은 사실 이 세 가지 이외에 하나 더 남아 있습니다. 기억을 한번 더듬어보세요. 제4의 재료도 분명 존재합니다. 타노스가 캡틴 아메리카의 방패를 부수고 있는 바로 그 시점에 주변을 둘러보세요. 등장인물이 한 명 더 있었죠. 바로 토르입니다. 우리는 토르가 가진 두 종류의 망치, 묠니르와 스톰브레이커를 빠뜨리고 있었어요. 이들을 구성하는 재료가 바로 우리가 미처 생각하지 못한 제4의 금속입니다.
가중된 혼란의 부담을 못 이겨낸 여러분이 나의 소중한 지원서를 찢어버릴까 두려워 지금부터는 핵심 내용만 콕콕 집어내 설명하겠습니다. 결론부터 이야기하자면, 모든 마블 세계관을 통틀어 등장하는 금속의 종류는 총 세 가지입니다. 내 골격을 구성하는 아다만티움(Adamantium), 와칸다의 비브라늄(Vibranium), 그리고 토르 망치를 구성하는 우르(Uhr)입니다. 그런데 나는 재료의 강함을 묻는 기존 의도에 충실하기 위해 세 가지 금속 재료 중에서 우르만큼은 제외하려 합니다. 왜냐고요? 우르는 강한 금속의 상징이라기보다는 마법이 깃든 금속이라는 평가를 받는 재료이기 때문입니다.
이제 남은 건 비브라늄과 아다만티움뿐이네요. 타노스가 마블의 세계관을 떠나지 않는 이상, 양날검의 재료는 이 두 가지 외에 다른 것일 수 없습니다. 그럼 방패와 양날검 간의 싸움에서 가능한 조합은 단 두 가지로 압축됩니다. 비브라늄 vs. 비브라늄, 또는 비브라늄 vs. 아다만티움. 또한, 동일한 재료들끼리의 싸움이었다면 우열이 그렇게 쉽게 갈리지 않았을 테니 가능한 조합은 이내 하나로 깔끔하게 정리됩니다. 타노스의 양날검은 아다만티움으로 만들어진 것이 분명해 보입니다.
타노스 양날검의 재료가 정체를 드러낸 이 순간, 우리의 질문에 대한 해답 또한 도출됐네요. 비브라늄과 아다만티움 간의 싸움이 벌어진다면, 승자는 바로 아다만티움인 것입니다.
이것으로 드디어 인간들의 오랜 논쟁이 종지부를 찍게 되었습니다. 현재까지 목격된 영화 속 장면들을 놓고 봤을 때 얻은 결론이기에 우열이 언제 뒤바뀔지는 모르겠지만, 역시 나의 골격은 캡틴아메리카의 방패보다 강하네요. 나이로 보나 강함으로 보나 역시 내가 캡틴아메리카보다 한 수 위였군요._〈비브라늄과의 비교 논쟁에 종지부를 찍다〉, 울버린 편

어벤져스 1기들의 모임이 마무리된 지 한참 지났음에도 여전히 층이 두터운 팬덤을 유지하고 있는 아이언맨이기에 나의 지금 이러한 발언들이 평범한 인간들에게는 다소 어이없고 황당하게 들릴지 모르겠습니다. 내 입사 지원서를 읽어내려가고 있을 인사팀 직원들 또한 평범한 인간들일 테니 지금 나의 발언들이 이내 헛소리로 받아들여질 것이고, 나의 입사 가능성을 떨어뜨리는 결정적인 요소로 작용할 수도 있겠네요.
하지만 나는 이러한 생각에 확신이 있습니다. 나의 이전 소개 자료들을 통해 이제껏 나의 전자기 제어능력들을 간접 체험해온 여러분이 아닙니까? 여러분도 분명 나의 주장을 강하게 반박하지는 못할 것입니다. 제아무리 강한 기계를 만든 토니 스타크라 하더라도 그는 그저 ‘아이언(iron, 철)’을 다루는 능력이 출중한 인간일 뿐입니다. 제아무리 신의 손을 가진 그였다 하더라도 그가 다룰 수 있는 건 기껏해야 철의 변형품이 전부였지요. 자석에 쉽사리 쩍쩍 달라붙곤 하는 ‘철’을 다루는 아이언맨이 전자기를 다루는 매그니토를 상대할 수 있을까요? 가당치도 않습니다.
만일 그의 이름이 아이언맨(iron man)이 아닌 스틸맨(steel man)이었다면 나의 지금 이야기는 달라질 수 있습니다. 스틸(강철)이라 함은 철이라는 순물질이 자력이 매우 약하거나 혹은 아예 없는 물질들과의 만남을 통해 얻어진 혼합물의 형태가 아니던가요? 설령 그렇다 하더라도 내부에 잠재된 전자기력까지 끌어내는 데 도가 튼 나에게는 감히 대적할 수 없을 테지만요.
지금 나의 주장들은 다음의 세 문장으로 깔끔히 정리해볼 수 있습니다.
첫째, 우리가 사는 지구, 아니 전 우주를 통틀어 나의 전자기 제어능력이 미치지 않는 곳은 결코 있을 수 없다.
둘째, 아이언맨은 한낱 우주의 먼지에 지나지 않는다.
그러므로 나의 전자기력은 아이언맨의 숨통을 쥐고 흔들 수 있을 만큼 강력하다. 이상입니다._〈빛나는 나의 업적〉, 매그니토 편

눈에서 광선을 뿜어내는 초능력자이자, 엑스맨의 리더인 나조차도 ‘아이언맨의 뒷담화’가 부담스러운 것은 마찬가지입니다. 나에게 향할 비난의 화살들이 뻔히 보인단 말이지요. 주위로부터 쏟아지는 뜨거운 눈빛에 그만 타버릴지도 몰라요. 모든 지구인들을 나와 같은 옵틱 블라스터로 만들었다고 자비에 교수님에게 온갖 핀잔을 들을 수도 있는 노릇입니다. 하지만 나는 당당히 아이언맨의 뒷담화를 실행할 생각입니다. 내 자신의 합격률을 높이기 위해서라면 그 어떠한 어려움이라도 헤쳐나갈 마음의 준비가 되어 있으니까요. 휴우. 그럼 시작해 볼까요?
나는 그동안 토니 스타크가 만들어 낸 궁극의 무기이자 〈아이언맨 2〉(2010)에서의 천재 과학자 빌런인 이안 반코도 차마 만들어 내지 못한 리펄서 건 (repulsor gun)에 대해 주의 깊게 살펴왔고, 나의 옵틱 블라스트보다 다소 수준이 떨어진다는 결론에 이르렀습니다. 이렇게 생각하게 된 가장 큰 이유는 리펄서 건과 옵틱 블라스트의 사용 목적 차이에 있습니다. 모두가 이미 잘 알고 있다시피 아이언맨의 리펄서 건은 작용과 반작용, 즉 밀어내는 능력을 주요한 특징으로 합니다. 본인이 공중 부양을 할 목적으로 만든 장치에서부터 비롯되어 점차 진화되어 온 장치이니까요. 마치 로켓의 추진 장치처럼 말이에요. 비록 토니 스타크가 자신의 리펄서 건이 어떠한 재료들로 구성돼 있고, 그 제작과정이 어떠한지 일반에 전혀 공개한 바가 없기 때문에 알 수 있는 건 기껏해야 리펄서 건의 능력치와 성능이 전부입니다만, 우리는 로켓의 추진 장치를 떠올리며 리펄서 건이 포함하고 있는 내용물들을 충분히 유추해 볼 수 있습니다.
로켓이 추진력을 얻기 위해서는 추진제라는 혼합물이 반드시 필요합니다. 이 추진제를 구성하는 주요 재료는 연료와 산화제이며, 외부에서 산소가 공급되지 않는 상황에서도 연소될 수 있도록 시스템이 디자인되었지요. 연소되는 과정에서 생성된 다량의 기체들이 좁다란 노즐을 통과해 나오면서 강력한 폭발을 일으키게 되고, 그 힘을 발판삼아 로켓은 앞으로 힘차게 달려나갈 수 있는 것입니다. 또한 이때, 로켓이 추진력을 얻기 위해서는 노즐에서 고압의 기체가 충분히 빠져나올 충분한 시간적인 여유가 필요하고, 이는 곧장 비효율성으로 연결됩니다.
많은 이들이 아이언맨의 리펄서 건이 뿜어내는 추진력을 두고 리펄서 빔 (repulsor beam)이라고 부르더군요. 나는 이 리펄서 빔의 정체가 진정한 빔(광선)이 아닌, 노즐을 통과해 나오는 고압의 연소가스 형태일 것이라고 생각합니다. 아이언맨이 추구하는 최첨단 과학을 상상해 볼 때, 연료와 산화제라는 다소 아날로그적인 재료들과 더불어 노즐이라는 원시적인 장치는 가당치도 않은 게 사실이겠지만, 우리로서는 달리 어찌해 볼 도리가 없습니다. 말 그대로 유추해 볼 수밖에요.
반면 나의 옵틱 블라스트는 어떻습니까? 애초에 추진력을 목적으로 하지 않았기에 압축 기체로 이루어져 있지도 않을 뿐더러, 공격을 위한 준비 시간도 필요치 않으며, 진정한 의미의 광선을 뿜어 대고 있지 않나요? 리펄서 빔처럼 이름만 빔, 무늬만 광선이 아니라는 말입니다. 혹여 리펄서 빔의 정체에 대해 정확히 아는 이가 있거나 나의 주장에 반론을 펼칠 수 있는 인간이 존재한다면 언제라도 주저 말고 제보해 주시기 바랍니다. 그 전까지는 옵틱 블라스트를 리펄서 건과 비교할 때 적어도 효율성 면에서는 한 수 위라는 나의 주장이 유효할 것입니다._〈아이언 맨의 리펄서 빔?〉, 사이클롭스 편

어벤져스에는 아무도 감당 못 할 괴물이 하나 존재합니다. 피부색은 슈렉 혹은 둘리와 같은 귀여운 초록색이지만 외모는 이들과 전혀 달라요. 〈어벤져스: 엔드게임 (2019)〉에서 비로소 브루스 배너의 정신이 그의 육신을 꿰차게 되었다지만, 한 번 자리 잡은 우락부락한 외모는 쉽게 바뀌지 않더군요. 그렇습니다. 바로 헐크입니다.
우리가 영화를 통해 만나 본 히어로 캐릭터들 중에서 헐크를 제압할 수 있는 캐릭터는 손에 꼽힐 정도입니다. 우주 공공의 적 타노스를 제외하고서는 정식으로 맞붙는다고 하면 힘깨나 쓴다는 토르조차 헐크의 한주먹거리도 되지 않을뿐더러, 최첨단 장비들에 온몸을 맡긴 아이언맨조차 헐크 버스터 없이는 말도 쉽게 걸 수 없었지요. 한마디로 정리하자면, 지구에 사는 인간 중 헐크를 제압할 수 있는 이 하나 없다는 말입니다.
그럼 헐크의 상대로서 돌연변이 초능력자는 어떨까요? 만약 있다면 누구일까요? 최강 맷집을 자랑하는 울버린? 금속으로 족쇄를 채울 수 있는 매그니토? 강력한 폭풍우를 불러일으키는 스톰? 혹시 사이클롭스라면 가능하지 않을까요? 눈싸움으로 승부를 지을 수 있다면 가능하겠네요. 물론 승부가 결정 나기 이전에 너덜너덜해질 테지만요.
제 아무리 난다 긴다하는 돌연변이 초능력자라고 하더라도 쉬운 싸움은 아닐 듯합니다. (……) 수많은 돌연변이 초능력자 중에서 어벤져스의 악동 헐크를 상대로 진정한 승리를 얻어낼 자 하나 없는 것일까요? 그렇지 않습니다. 딱 한 명 존재하긴 합니다. 피 한 방울, 상처 하나 없이 헐크를 단숨에 제압할 수 있는 유일한 돌연변이는 바로 나, 밴시에요. 과연 나는 어떤 방법으로 그를 상대할 수 있는 걸까요?
(……) 그의 눈에 아른거렸던 실루엣의 정체는 회사 내 오래된 선풍기