이웃집과학자

손가락 마디를 '우두둑' 꺾으면 뼈마디에서 소리가 납니다. 어릴적 '힘 좀 썼다'며 어깨에 힘주는 분들이 유독 그런 폼을 잡는 경우가 많은데요. 뼈가 부러지듯 경쾌한 소리가 나는데 이 소리의 정체에 대해 여러 가지 연구가 진행된 바 있습니다.

가장 유명한 연구는 1947년 학술지 에 실린 연구로 저자 로스톤(J.B. Roston)과 하인즈(R. Wheeler Haines)는 연골 사이 액체에 공기가 생기면서 나는 소리라고 주장했는데요. 이렇게 액체가 빠른 속도로 운동할 때 내부압력이 증기압 이하로 낮아져 액체 내에 증기 기포가 발생하는 현상을 '공동현상(Civitation)'이라고 합니다.

1971년에 앞선 연구에 대한 반론이 제기되는데요. 영국 리즈대학교(University of Leeds) 생물공학과의 언스워드(Unsworth), 도슨(Dowson), 라이트(Wright)가 학술지 에 게재한 연구를 볼까요? 자체 실험 결과, '기포가 발생하면서' 소리가 나는 게 아니라 반대로 '기포가 터지면서' 소리가 나는 것이라고 주장했습니다.

이들의 주장으로 논쟁이 촉발됐습니다. 기포가 터지면서 소리를 내는 것인지 기포가 생기면서 소리를 내는 것인지에 대한 의견이 분분했는데요. 2015년 캐나다 앨버타대학(University of Alberta)에서 MRI를 동원한 연구결과를 학술지 에 발표했습니다.

이 과정은 '0.310초'라는 찰나의 순간에 지나가 버리기 때문에 규명하기가 매우 힘들었다고 합니다. 이들은 손가락 마디가 빠지면서 순간적으로 빈틈이 생기고 이 빈틈이 진공상태가 돼 공동현상이 일어나 기포가 발생한다고 결론냈는데요. 이 일련의 과정에서 소리가 발생한다면서 '1947년 주장'에 힘을 실어줬습니다.

최근 미국 스탠퍼드대학 수학과에서 학술지에 발표한 연구에 따르면 이 이야기는 '반은 맞고 반은 틀리다'고 합니다. 연구진은 손가락 소리가 발생하는 전체 과정 중에서 기포가 터지는 과정을 집중적으로 연구했습니다.

특히 소리가 난 다음에 손가락 내부에 있는 윤활액에 어떤 움직임이 있는지 정교하게 추적했습니다. 이와 더불어 컴퓨터 상에 중지 손가락을 시뮬레이션으로 모델링 했습니다. 또 손가락에서 나는 소리와 기포가 터지는 소리를 샘플링해 비교했습니다.

그 결과 기포가 터질 때 나는 소리는 손가락 꺾는 소리와 미묘하게 달랐습니다. 특히 소리가 난 뒤에도 작은 기포들이 안정적으로 분포돼 있는 모습이 관찰됐다고 합니다. 이는 기포가 완벽하게 터질 필요 없이 부분적으로만 터져도 소리가 날 수 있다는 뜻입니다.

연구진은 비록 기포가 완전히 터지진 않았지만 소리가 나는 근본적인 이유는 기포가 부분적으로나마 터지기 때문이라면서 손가락에서 나는 소리는 기포가 터질 때 나는 소리라는 '1971년 가설'에 힘을 실어줬습니다. 연구진은 "기포가 부분적으로 붕괴하는 것이 소리의 근원이라는 점에서 기포가 터질 때 소리가 난다는 가설을 지지한다"고 밝혔습니다.

한편, 전문가들은 손가락을 억지로 꺾어서 소리를 내는 행동이 건강상 큰 해는 없다고 합니다. 하지만 자주 하다 보면 손가락 마디가 굵어질 수 있으니 주의해야 한다고 당부했습니다.