더 엉뚱하고 유쾌하게, 그리고 더 진지하게 과학 지식을 전하는 10주년 기념 특별판 밀리언셀러 《위험한 과학책(What If?)》의 출간 10주년을 맞아 새롭게 특별판을 선보인다. 폭발적인 인기를 얻은 웹툰 xkcd의 창작자 랜들 먼로가 전면 수정·보강하고 새로운 삽화와 주석, 그리고 “한 번도 물어볼 생각조차 못한 중요한 질문들”에 대한 답변을 추가했다. xkcd 팬들은 먼로에게 늘 이상한 질문을 던진다. “광속의 90% 속도로 던진 야구공을 쳤다면 어떻게 될까?” “자동차로 과속 방지턱을 얼마나 빠르게 넘으면 살아남을 수 있을까?” “로봇들이 세상을 점령한다면 인류는 얼마나 버틸까?” “세상 모든 사람에게 단 하나의 영혼의 단짝만 있다면?” “달이 사라지면 무슨 일이 벌어질까?” 답을 찾기 위해 랜들 먼로는 컴퓨터 시뮬레이션을 돌리고, 해제된 군사 연구 문건을 뒤지고, 미분방정식을 풀고, 원자로 운영자에게 자문을 구한다. 그의 답변은 명료함과 유머의 절묘한 조합이며, 시그니처 xkcd 만화로 보완된다. (대부분의 결말은 인류의 전멸이거나 최소한 아주 거대한 폭발이다.) 10년간의 기묘한 통찰을 기념하며, 랜들 먼로는 이 대표작을 “What If × 10”의 정신으로 새롭게 개정했다. 과학적 탐구의 모험이 10배로 확장된 이번 특별판은 새로 추가된 2색 주석과 일러스트를 수록했다. 《위험한 과학책》은 단순한 ‘공돌이용 책’이 아니라, 과학 법칙이 실제로 어떻게 작동하는지를 모든 지적 독자가 즐겁게 이해하고 읽은 뒤 더 똑똑해진 기분을 느낄 수 있도록 보여주는 작품이다. 랜들 먼로는 “이미 아는 여러 가지를 조합해 모르는 걸 알아내는 과정”을 모두가 즐기길 바란다며 한국 독자들을 위한 사인과 저자 특별 서문, 그리고 보너스 페이지를 10주년 기념판에 수록했다.

저자 : 랜들 먼로 Randall Monroe 한때 미국항공우주국NASA에서 로봇공학자로 일했다. 현재는 코믹웹툰 ‘xkcd’의 작가로 활동하고 있고 《xkcd : 제0권xkcd : volume 0》이라는 책을 펴내기도 했다. 최근 국제천문연맹IAU은 한 소행성에 먼로의 이름을 붙여 주기도 했다. ‘4942 먼로’라고 하는 이 소행성은 지구와 같은 행성에 부딪혔을 경우 대규모 멸종사태를 불러올 수 있을 만큼 큰 소행성이라고 한다. 역자 : 이지연 서울대학교 철학과를 졸업 후 삼성전자 기 획팀, 마케팅팀에서 일했다. 현재 전문 번역가로 활동 중 입니다. 옮긴 책으로는 《제로 투 원》 《빅데이터가 만드는 세상》 《어떻게 사람을 이끌 것인가》 《디스커버리, 더 나은 세상을 위 한 호기심》 《단맛의 저주》 《플라스틱 바다》 《어느 날 당신도 깨 닫게 될 이야기》 《행복의 신화》 《킬 더 컴퍼니》 《 2015 세계경제 대전망》(공역) 등이 있다. 역자 : 장영재 서울대학교 원자핵공학과를 졸업하고 충 남대학교 물리학과에서 석사 학위를 받았다. 이후 국방과 학연구소 연구원으로 일했다. 번역서로 《부의 세계사》 《기 하학 세상을 설명하다》 《경이로운 과학 콘서트》 《슈퍼매스》 《신도 주사위 놀이를 한다》 등이 있다. 감수 : 이명현 네덜란드 흐로닝언대학교에서 전파천문 학으로 박사학위를 받았습니다. 외계지적생명체 탐색 작업에 참여했으며 현재 과학저술가로 활동 중입니다. 지은 책으로는 《이명현의 별 헤는 밤》 《빅 히스토리 1》이 있습니다.

10주년 기념 한국어판 서문 들어가며 지구가 자전을 멈추면 진짜 광속구를 던지면 사용 후 핵연료 저장 수조에서 수영을 하면 이상하고 걱정스러운 질문들 1 타임머신을 타고 뉴욕으로 세상에 소울메이트가 1명뿐이면 다 같이 레이저 포인터로 달을 겨냥하면 원소 벽돌로 주기율표를 만들면 70억 명이 다 함께 점프하면 두더지 1몰을 한자리에 모으면 꺼지지 않는 헤어드라이어 이상하고 걱정스러운 질문들 2 인간의 마지막 빛 기관총으로 제트 추진기를 만들면 하늘로 계속 올라가면 이상하고 걱정스러운 질문들 3 핵잠수함을 타고 지구 주위를 돌면 단답형 질문 모음 번개와 관련한 질문 모음 이상하고 걱정스러운 질문들 4 인류의 연산 능력 어린왕자가 사는 행성 하늘에서 스테이크가 떨어지면 골키퍼까지 날아가게 만들려면 감기 전멸시키기 갑자기 물 잔의 반이 비면 이상하고 걱정스러운 질문들 5 외계인이 우리를 보면 인체에서 DNA가 사라지면 다른 행성에 비행기를 띄우면 이상하고 걱정스러운 질문들 6 〈스타워즈〉 요다의 파워 비행기가 가장 많이 지나치는 주 헬륨 가스통을 들고 뛰어내린다면 다 같이 지구를 떠나려면 이상하고 걱정스러운 질문들 7 인간이 자가수정을 한다면 가장 높이 던질 수 있는 높이 초신성과 중성미자 이상하고 걱정스러운 질문들 8 과속방지턱을 그냥 달리면 영원히 죽지 않는 두 사람이 만나려면 궤도에 도달하기 어려운 이유 인터넷보다 빠른 페덱스 가장 오래 뛰어내릴 수 있는 곳 이상하고 걱정스러운 질문들 9 영화 〈300〉처럼 태양 가리기 바다에 구멍이 난다면 1 바다에 구멍이 난다면 2 엑스(구 트위터)로 할 수 있는 말 레고로 다리를 놓으면 가장 오랜 일몰 무작위로 전화를 걸면 이상하고 걱정스러운 질문들 10 지구가 팽창한다면 무중력 상태에서 화살을 쏘면 태양이 없다면 프린트된 위키피디아를 업데이트하려면 죽은 자들의 페이스북 대영제국에 해가 진 날 차를 정말 빨리 저으면 세상의 모든 번개 가장 외로운 인간 이상하고 걱정스러운 질문들 11 거대 빗방울이 떨어진다면 모든 응시생이 시험을 찍는다면 중성자별 밀도의 총알을 발사하면 이상하고 걱정스러운 질문들 12 리히터 규모 15의 지진이 덮치면 10주년 기념 보너스 페이지 감사의 말 참고 문헌

Q. 사용 후 핵연료 저장 수조에서 수영을 하면 어떻게 되나요? 다이빙을 하지 않는 이상, 실제로 치명적인 양의 방사선을 쬘 일은 없는 건가요? 수면에서 안전하게 머물 수 있는 시간은 얼마나 되나요? ·조나탕 바스티엥-필리애트루Jonathan Bastien-Filiatrault

A. 우선 여러분이 수영을 꽤 잘한다고 가정합시다. 어디가 되었든 선헤엄을 치며 살아남을 수 있는 시간은 10시간에서 40시간 정도 될 겁니다. 그 정도 시간이 지나면 피로에 지쳐 기절한 후 익사하겠죠. 이것은 바닥에 핵연료가 저장되어 있지 않은 일반 수조의 경우에도 마찬가지입니다. 원자로에서 사용하고 난 핵연료는 고방사능 물질입니다. 물은 방사선을 잘 차폐할 뿐만 아니라 냉각 기능도 좋기 때문에, 다 쓴 핵연료는 20년간 수조 바닥에 저장해 두게 됩니다.
[…] 방사능이 가장 높은 연료봉은 최근에 원자로에서 제거한 연료봉입니다. 사용 후 핵연료에서 나오는 방사선은 7센티미터 두께의 물을 통과할 때마다 방사선량이 절반으로 떨어집니다. […] 수영을 해서 바닥까지 내려가 갓 제거된 연료통을 팔꿈치로 찍고 곧장 다시 올라온다고 하더라도, 노출된 방사선량은 사람을 충분히 죽일 수 있는 정도일 겁니다. 하지만 바깥쪽 경계선을 벗어나 있다면 얼마든지 오래 수영을 해도 됩니다. 중심부에서 나오는 방사선량은 우리가 길거리를 돌아다닐 때 접하는 일상적인 방사선량보다도 더 적을 테니까요. 사실 물속에 있다면 그런 자연스러운 정상 방사선도 대부분 차폐됩니다. 실제로 사용 후 핵연료 저장 수조에서 선헤엄을 치고 있으면 길거리를 돌아다닐 때보다 오히려 방사선을 더 적게 쬘지도 모릅니다. […] 혹시나 해서 원자로가 있는 연구 시설에서 일하는 친구에게 연락을 해 봤습니다. 그 친구네 방사능 차폐 수조에서 누군가가 수영을 하면 어떻게 되느냐고 물어봤는데요. “우리 원자로에서?” 친구는 잠시 생각에 잠기더니 이렇게 말하더군요. “금방 죽을 거 같은데? 아마 물에 닿기도 전에 죽을 거야. 총 맞아서.”
■ 사용 후 핵연료 저장 수조에서 수영을 하면

Q. 아래 방향으로 발사되는 기관총을 이용해 제트 추진기를 만들 수 있을까요? · 롭 BRob B)

A. 답이 ‘가능하다’여서 저도 좀 놀랐어요! 하지만 정말 제대로 만들어 보겠다면 러시아 사람들이랑 얘기를 해 봐야할 겁니다. 여기에 적용되는 법칙은 아주 간단합니다. 총알을 앞으로 발사하면 반동 때문에 몸이 뒤로 밀리죠? 그러니 총을 아래로 발사하면 몸은 위로 밀릴 겁니다. 우리가 제일 먼저 답해 봐야 할 질문은 ‘총이 총 자체 무게만이라도 밀어 올릴 수 있을까?’ 하는 점이에요. 기관총의 무게가 10파운드인데 총이 발사될 때의 반동력이 8파운드밖에 되지 않는다면, 사람은커녕 총 자체도 밀어 올리지 못할 테니까요. 공학계에서는 어느 물건의 추진력과 무게 사이의 비율을 말 그대로 ‘추력중량비推力重量比’라고 부릅니다. 이 비율이 1보다 작으면 해당 기계는 이륙할 수가 없겠죠. 새턴 5호의 경우 이륙 시 추력중량비는 1.5정도였습니다.
[…] AK-47은 장전된 상태에서 무게가 10.5파운드밖에 나가지 않기 때문에 땅에서 뜰 수도 있고 위쪽으로 가속도 받습니다. […] AK-47은 스스로 땅에서 뜰 수는 있지만, 남은 추진력으로는 다람쥐 1마리도 들어올리기 힘듭니다. 그러면 총을 여러 개 사용해 봐야겠죠? 총 2자루를 땅에 대고 발사하면 추진력도 2배가 됩니다. 총 1자루가 자체 무게 외에 추가로 5파운드를 들어 올릴 수 있다고 하면, 총 2자루는 10파운드를 들어 올릴 수 있는 거지요. 그렇다면 결론은 분명합니다. 총을 충분히 많이 동원한다면 탑승자의 체중은 무관해질 겁니다. 체중이 수많은 총에 분산되어 각 총에 추가되는 무게는 거의 인식하지도 못할 정도일 테니까요. 총의 수가 늘어나서 평행하게 날아오르는 총의 수가 충분히 많아지면 이 장치의 추력중량비는 추가되는 무게가 없는 총기 1개의 추력중량비에 근접합니다.
■ 기관총으로 제트 추진기를 만들면

Q. 요다Yoda가 발휘하는 포스Force의 출력은 얼마나 될까요? · 라이언 피니Ryan Finnie

A. 프리퀄은 무시할게요(당연하겠죠?). 오리지널 3부작에서 요다의 원초적 힘이 가장 많이 드러나는 장면은 늪에 빠진 루크의 전투기 ‘엑스윙X-wing’을 들어 올릴 때입니다. 이 장면은 물리적으로 물체를 이동시키는 것에 관한 한, 3부작에 나오는 모든 캐릭터를 통틀어 가장 큰 에너지의 포스가 발휘되는 장면일 거예요. 일정 높이까지 물건을 들어 올리는 데 드는 에너지는, ‘물체의 질량×중력×들어 올린 높이’입니다. 따라서 이 장면을 이용하면 요다의 최대 출력이 최소 얼마 이상인지는 알 수 있겠죠.
그럼 먼저 이 전투기의 무게부터 알아볼까요? 엑스윙의 질량은 정식으로 알려져 있지 않습니다. 대신에 길이가 알려져 있죠. 12.5미터입니다. 19미터 길이의 F-22 전투기가 19.7톤이니까 길이에 비례해 무게가 줄어든다고 생각하면 엑스윙의 무게는 대략 5톤이라는 계산이 나옵니다.
그다음에는 얼마나 빠른 속도로 엑스윙을 들어 올렸는지 알아야 합니다. 제가 영화 장면을 돌려 보면서 엑스윙이 물 밖으로 올라오는 속도를 재어 봤는데요. 앞쪽 착륙 지지대가 물 밖으로 나오는 데 걸린 시간이 약 3.5초였고, 제가 계산한 지지대의 길이가 1.4미터니까, 엑스 윙의 상승 속도는 초속 0.39미터인 셈입니다.
마지막으로 필요한 것이 대고바Dagobah 행성의 중력입니다. 그런데 여기서 막히더군요. SF 팬들의 집착이 아무리 대단하다고 한들, 〈스타워즈〉에 나오는 모든 행성의 시시콜콜한 물리적 특성까지 전부 다 표로 정리해 두지는 않을 테니까요. 아닌가요?
아니네요. 제가 스타워즈 팬들의 팬심을 과소평가했네요. 우키피디아Wookieepeedia에 가 보니 정말로 표가 있더라고요. 이 표에 따르면 대고바의 표면 중력은 0.9g입니다. 여기에 엑스윙의 질량과 상승 속도를 적용하면 최대 출력은 다음과 같습니다.
이 정도면 교외 주택가 한 블럭에 전기를 공급할 수 있을 정도입니다. 또 25마력에 해당하니까 전기로 가는 스마트카의 모터 출력과 맞먹습니다. 요즘 전기 요금 단가로 따진다면 요다는 시간당 2달러 정도의 가치가 있는 거네요.
■ 〈스타워즈〉 요다의 파워

★ 빌게이츠가 추천한 책, 〈TV 책을 보다〉가 읽은 책 ★ 100만 부 이상 팔린 책, ★ ‘위험한 OO책, OO한 과학책…’들의 시작! 과학 덕후가 소소하게 친구 찾으려고 시작한 웹툰, 그 종착역, 위험한 과학책 랜들 먼로는 학창 시절, 노트에 만화와 도표를 그리던 과학 덕후였다. 그 시절엔 조금 외로웠다. 공부한 내용의 일부를 인터넷에 올리면서 누군가에게 가닿고 싶었다. ‘친구 한 명이라도 사귀거나, 누군가 웃게 만들 수 있을지도 모르겠다’고 생각했다. 한동안 과학 만화를 그리다 보니 사람들이 그에게 과학에 관한 이상한 질문들을 보내오기 시작했다. 이 모든 일은 그저 자연스러웠다. 그는 “아마도 사람들이 진지한 과학이 필요할 만큼 어려운 질문이지만, 실제 과학자에게 물어보기엔 너무 우스꽝스럽다 싶은 질문을 떠올리다가 나를 떠올린 것 같다”고 지난 날을 회상했다. 그는 질문들에 대한 답을 찾기 위해 조사하면서 답장을 보내는 일이 무척 즐거웠다. 그러다 문득, 다른 사람들도 이런 답변들을 읽으면 재미있어하지 않을까 하는 생각이 들었다. 그래서 답변에 그림을 붙여서 자신의 웹페이지에 올리기 시작했다. 그때부터 엄청나게 많은 사람들이 질문을 보내오기 시작했고, 결국 《위험한 과학책》이 탄생했다. 10주년을 회고하며 그는 “세상 곳곳에 자기처럼 과학, 수학, 그리고 우주에 매료된 사람들이 많다는 걸 알게 된 건 그에게 정말 놀랍고 멋진 경험이 됐다”고 감사를 전한다. 엉뚱한 질문을 사랑하는 과학 커뮤니케이터의 유쾌하고 진지한 답변! Q. 모든 사람이 동시에 달을 향해 레이저포인터를 쏘면 어떻게 될까? Q. 지구상 모든 사람이 한곳에 모여 동시에 점프를 하면 어떻게 될까? Q. 지구상 모든 번개를 모아서 한곳에 집중적으로 보내면 어떻게 될까? 미국 최고의 사이언스 웹툰 ‘xkcd’의 작가 랜들 먼로는 정말 궁금했지만 그 누구도 대답해 주지 않았던 이 기상천외한 질문들에 대한 해답을 찾기 위해 온갖 방법을 총동원한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 돌리거나 기밀 해제된 군사 연구 자료를 뒤지고, 원자력 발전소 운영자와 통화하거나 스탑워치를 들고 실제 〈스타워즈〉에 나오는 장면들의 시간을 재 보기도 한다. 때로는 엄마에게 전화를 걸거나 구글에서 진짜 진짜 해괴망측하게 생긴 동물을 검색하기도 한다. 소울메이트를 만날 확률에서부터 원소로 만든 벽돌로 주기율표를 만들 때 처할 수 있는 갖가지 끔찍한 상황에 이르기까지, 랜들 먼로와 함께한다면 과학은 아주 기이하면서도 흥미진진해진다. 지금까지 과학을 딱딱하고 어려운 것으로만 여겨 왔다면 《위험한 과학책》과 함께 그 편견을 시원하게 날려 버릴 수 있을 것이다. 과학은 지겹고 어려운 것이라는 편견은 더 이상 유효하지 않다. 적어도 랜들 먼로가 운영하는 사이언스 웹툰 ‘xkcd’에서는 그렇다. 이곳에는 매주 전 세계에서 날아온 수천 개의 질문들이 올라오는데, 그중 상당수는 황당하고 엉뚱하기 그지없는 것들이다. 예를 들어 ‘실제로 광속구를 던지면 어떤 일이 벌어지나?’, ‘원소로 벽돌을 만들어 주기율표대로 쌓으면 어떻게 될까?’, ‘몸속의 DNA가 모두 사라지면 어떻게 될까?’ 등등 질문들은 물리학, 화학, 천체물리학, 생물학 등 여러 분야를 아우른다. NASA에서 로봇 공학자였던 작가가 전하는 과학의 재미 대학에서 물리학을 전공하고 한때 미국항공우주국에서 로봇 공학자로 일했던 랜들 먼로는 이러한 엉뚱한 질문들에 과학적 답변을 다는 것이 직업이다. 그가 제시하는 답변 중 상당수는 (실제로 일어나는 것을 가정할 때) 사실 위험천만하기 짝이 없다. 거대한 섬광이 번쩍이며 반경 수 킬로미터 내의 모든 것을 초토화하기도 하고(실제로 광속구를 던지면), 체르노빌 사태 때의 몇 천 배가 넘는 방사선을 배출하는 핵폭탄 낙진이 떨어지기도 하며(원소 벽돌로 주기율표대로 쌓으면), 복부 통증과 메스꺼움 등 급속한 면역 체계 붕괴로 인한 고통으로 며칠 내에 사망하기도 하는(몸속의 DNA가 모두 사라지면) 식이기 때문이다. 그래서인지 실제로 그는 책 맨 앞머리에 자신은 안전 전문가가 아닌 웹투니스트이며 이 책에 소개된 정보가 독자의 안전까지 책임지지 않는다는 일종의 경고문이 덧붙여져 있다. 이처럼 이 책에는 상당히 위험한 이야기들이 포함되어 있지만 사실 그보다 더 위험한 것은 이 책이 가진 재미와 흡인력일 것이다. 《스타워즈》 《어벤져스》 《인터스텔라》를 보며 상상했던 모든 일들이 가능해지는 책! 실제로 이 책에는 유머와 풍자가 가득하다. 요다의 포스는 스마트 카 충전이 가능한 정도이면서도 친환경적인 에너지이니 강력 추천한다거나(‘〈스타워즈〉 요다의 파워’) 바닷물이 빠져나감에 따라 차츰 달라져가는 세계 지도를 직접 그려 보이며 뉴질랜드 근처에 새로 생긴 땅에 ‘뉴어질랜드Newer Zealand’라는 이름을 붙여 주거나(‘바다에 구멍이 난다면’), 런던-뉴욕을 잇는 다리 건설에 필요한 레고 블록 개수와 설계 방식을 알려 준 뒤, 여기에 필요한 레고 블록을 살 수 있는 돈이면 런던의 모든 부동산을 사들여 조각조각 내 뉴욕으로 싣고 와도 돈이 남아 근사한 ‘밀레니엄 팰콘 키트(레고 세트의 한 종류)’를 살 수 있을 것(‘레고로 다리를 놓으면’)이라는 식의 답변이 등장한다. 어디서부터 어떻게 손을 대야 할지 알 수 없는 정도로 황당하고 곤란한 질문들에 대해 랜들 먼로가 답변을 찾아나가는 과정은 그 자체로 무척 흥미롭다. 1984년생인 그는 대학에서 물리학을 전공하고 미국항공우주국NASA에서 일한 경험을 바탕으로, 질문의 조건을 제한하고 적절한 수학적 계산을 이용해 오늘날 과학이 행하고 있는 논리적 추론 방식을 간명하게 보여 준다. 거기에 특유의 ‘막대 모양 캐릭터’를 맛깔스럽게 활용해 재미와 풍자를 더하면, 열렬한 추종자들을 양산할 수밖에 없는, 랜들 먼로만의 웹툰이 완성되는 것이다. 출간 즉시 뉴욕 타임스 베스트셀러 1위, 2014년 아마존 선정 올해의 과학책 전 세계 23개국 출간 《위험한 과학책》은 출간 전부터 큰 화제를 불러일으켰다. 랜들 먼로가 자신의 블로그에 처음 출판 계약 소식을 알렸을 때부터 예약 주문이 빗발쳐, 책이 출간되기 6개월 전부터 아마존베스트셀러 2위에 진입하는 기염을 토했다. 이에 그의 책이 성공할지의 여부에 대해 의심하는 사람은 없었다. 다만 모두들 그 성공의 규모가 어느 정도가 될지 궁금해했을 뿐이다. 실제로 《위험한 과학책》은 작년 9월 출간 직후 뉴욕타임스 1위를 기록했고 아마존에서도 30주 연속베스트셀러에 올라 지금까지 미국에서만 100만 부 이상 판매되었다. 이후 《위험한 과학책》은 2014년 ‘아마존이 선정한 올해의 과학책’, ‘타임지가 선정한 최고의 논픽션’, ‘뉴스위크지가 선정한 최고의 책’, ‘슬레이트가 선정한 최고의 책’ 등에 꼽혔다. 이 외에도 영국, 독일, 프랑스, 브라질, 스웨덴, 일본을 포함한 전 세계 23개국에 판권이 수출되었고, 영국과 독일에서도 출간 직후 높은 반응을 얻고 있다.