What if: 괴짜 공돌이 랜들 먼로의 이상하지만 진지한 문답

태양을 먹어보자(Eat the Sun)

https://what-if.xkcd.com/148/

---------------------------------------------------------------------

지구의 모든 인구가 1년 동안 섭취하는 총 칼로리는 태양열 에너지 하루 분량의 몇 퍼센트에 해당하나요? 태양의 에너지와 우리가 먹는 칼로리가 같아지려면 식단을 어떻게 해야할까요?

—James Mitchell

---------------------------------------------------------------------

0.000000000065%요.

-인생의 목표: 캐드버리 달걀의 정확한 *안식각을 계산할 수 있을 정도로 많이 모으기-

*역주-안식각(安息角): 모래알 같은 작은 입자들이 안정적으로 쌓였을 때, 그 더미와 지면이 이루는 각도

맥도날드의 빅맥은 (음식물로써) 540칼로리, 또는 2,250,000줄의 에너지를 함유하고 있어요. 태양의 출력은 초당 382,800,000,000,000,000,000,000,000줄이에요. (와트라고도 하죠. 이건 일반적인 미국식 단위계에선 보기드문, SI 단위계에 은근슬쩍 친화적인 사례 중 하나에요. 물론, 우린 축적된 에너지를 kWh(와 mAh)단위로 측정하기위해 곧바로 애를 써왔고, 그 결과로 지금 모든게 또다시 끔찍해졌답니다.) 우리가 버거를 더 많이 먹어서 태양을 따라잡는 게 상당히 힘든 여정이 되리라고 말하기엔 충분한 수치네요.

그게 왜 그렇게 어려운 일일까요?

태양의 질량은 대부분이 핵에 집중 되어있는데요, 그곳에선 수소가 헬륨으로 합쳐지면서 에너지가 방출돼요. 부피로 나눠보면, 태양의 핵이 그렇게 많은 에너지를 만들어내지는 않아요. 핵 물질의 작은 한 방울이 생산하는 에너지의 양은 그와 비슷한 크기의 파충류의 몸에서 나오는 열량과 비슷해요. (위키피디아에서 나온 잡설들 중, 태양의 단위 부피당 열량과 활성화 되어있는 퇴비 더미에서 발생하는 열량을 비교한 것도 있어요. 비록 그 열량은 퇴비의 온도에 따라 다르지만요. 이는 퇴비의 온도가 충분히 높으면 그 안에서 퇴비화를 진행하는 유기체들이 죽어나가기 때문이에요.) 그리고 온혈동물인 포유류의 경우보다는 적을 테지요. 그렇지만 태양은 파충류보다 뜨거운데요 [출처 필요], 왜냐하면 태양은 정말로 크거든요. 그러니까 그 열량들이 쌓이는 거죠. (커다란 물체일 수록 표면적 역시 넓어져서 보다 많은 열을 방출할 수 있어요. 하지만 표면적은 반지름의 제곱에 비례하는 한편, 열을 만드는 물질의 양은 반지름의 세제곱에 비례하죠. 그러니 물체가 커질 수록 대개 더 뜨거워지는 거에요.)

-그림을 다 보여주기엔 여러분의 화면이 쬐금 작군요.-

파충류들은 태양 안의 물질들과 대략 비슷한 비율로 열을 만들어요. 하지만 파충류는 몇 주 내지 몇 개월간 굶으면 에너지가 바닥나서 아사할 거에요. 반면에 태양은 수 십억년동안 불타올랐고, 앞으로 수 십억년동안에도 마찬가지일 거에요. 이는 핵융합이 지방과 근육의 신진대사에 비해 아주 많은 에너지를 생산하기 때문이에요.

얼마나 많이냐구요? 특이하게도, 동물에 관해 기존에 알고있던 것을 토대로해서 꽤 적절한 추정치를 만들어 낼 수 있어요. 동물들은 저장되어있는 비축물로 몇 주를 살 수 있고 몇몇 종류의 뱀들의 경우엔 그게 수 개월이 되겠지만, 태양은 약 100억년 정도 지속될 거에요. 그건 대략 1000억 배 정도의 차이지요. 이건 뱀 고기 빅 맥의 에너지와 빅 맥 사이즈 태양 핵의 에너지 사이의 비와 얼추 비슷해요. (이것의 정확한 비율을 계산할 수 있다면, '빅 맥에 대한 태양'의 에너지비는 '도마뱀에 대한 태양'의 수명비보다 약간 작다는 걸 알 게 될 거에요. 이러한 결과는 동물들이 뼈와 뇌와 내용물들로 가득차 있고, 따라서 마치 그들의 몸이 거대한 빅 맥 인 것 마냥 스스로 몸 전체의 부피를 효율적으로 흡수하는 건 불가능하다는 사실을 통해 어느 정도 설명할 수 있어요.)

-맥도날드가 맥 립을 진짜 갈비로 만들어야 했다는 걸 잊어버리고 재출시했던 불행한 년도가 있었죠.-

충분한 음식을 먹어서 태양의 에너지 소비율을 따라잡고 싶다면, 우리는 더 많이 먹어야해요. 일반적인 사람은 하루에 몇 천 칼로리를 먹고, 우리는 아마 그정도를 넘어설 수 없을 거에요. 우리가 아예 바위가 될 순 없는 노릇이죠. 태양을 따라잡기위해 우리에게 진정 필요한 것은 더 많은 사람들이에요.

이 글의 끝부분에서 우린 생물체가 살 수 있는 행성으로 가득찬 은하를 상상했고, 각각의 행성은 전 법무차관인 Ted Olson의 클론 70억명을 수용하고 있었죠. (질문하지 마세요.) 만약 그 Ted들이 적정량을 먹으면 그 은하의 총 칼로리 흡수량은 여전히 태양에 한참 못 미쳐요. 우리 목표에 도달하려면 버거 먹는 Ted Olson들의 은하같은 게 천 개 정도는 필요해요.

만약 그 모든 음식들을 한 데 모으면 커다란 문제가 생길 테니, 이 수많은 은하들에 식량 소비를 널리 분배하는 건 중요한 일이죠. 음식들은 태양에 비하면 에너지 밀도가 상당히 낮기 때문에, 태양을 따라 잡으려면 많은 음식이 필요해요. 며칠 분량의 태양 출력에 맞추기 위해선 버거로 이루어진 지구 크기의 구가 하나 필요하고, 태양의 전체 수명을 따라잡으려면 태양보다 훨씬 큰 버거 더미가 필요해요. 사실, 그렇게 되면 은하 중심부에 있는 초질량 블랙홀보다도 무겁겠네요. (이건 곧바로 새로운 블랙홀을 생성해낼 거에요. 그리고 아마 은하의 새로운 중심도요, 제가 아는 한에선 말이죠. 비록 무슨 일이 일어날 지 이런저런 추측을 해보기 전에 유니버스 샌드박스를 잠깐 만져보고 싶었지만요.)

중요한 사실: 사람들에게 버거를 더 먹여서 태양을 따라잡고 싶으시다면, 은하간 체인점들을 열으셔야 할 거 에요.

-제 생각엔, 중대한 소송을 다루는 사람들한테 독점적으로 패스트푸드를 제공하는 체인점에서 일반인들이 햄버거를 사도록 설득하는 게 쉽지는 않을 것 같아요.-