하늘의 뜨거운 불평

여러분은 아마 천 번도 넘게 들어 봤을 거예요. 하늘이 쾅 하고 갈라지는 듯한 소리에 창문이 덜덜 떨리고, 개들은 침대 밑으로 숨지요. 하지만 천둥은 하늘이 부서지는 소리가 아니에요. 훨씬 더 멋진 일이랍니다. 태양 표면보다 더 뜨거운 번개가 일으키는, 텅 빈 공기 속 폭발이에요.

번개에 대해 꼭 알아야 할 게 있어요. 번개는 그냥 밝기만 한 게 아니에요. 말도 안 되게 뜨겁답니다. 번개가 공기를 찢고 지나갈 때, 그 주변 공기는 100만분의 1초도 안 되는 시간에 섭씨 약 3만 도까지 달아올라요. 태양 표면보다 다섯 배나 뜨거운 열이, 엄지손가락보다 가느다란 통로 안에 꽉 들어차는 거예요.

공기는 이리저리 튀어 다니는 아주 작은 분자들로 이루어져 있어요. 보통은 얌전히 자기 할 일을 하고 있지요. 그런데 번개가 그 분자들을 엄청나게 뜨겁게 달구면, 분자들은 완전히 난리가 나요. 훨씬 더 빠르게 서로 부딪치고, 더 세게 튀어 오르며, 훨씬 더 많은 공간을 차지하기 시작하죠. 냄비 안의 팝콘 알갱이들이 한꺼번에 펑펑 터지는 것과 같아요.

공기가 그렇게 빠르게 뜨거워지면 폭발하듯이 팽창해요. 공기 분자들은 사방으로 밀려 나가며 충격파를 만들어요. 충격파는 압축된 공기 분자들의 벽이 주변 공기를 들이받는 것이지요. 바로 그 충격파가 우리가 듣는 쾅 소리예요. 말 그대로 뜨거운 공기가 차가운 공기를 밀어내며 만드는 폭발이랍니다.

충격파는 소리의 속도로 바깥쪽으로 퍼져 나가요. 초속 약 343미터인데, 빠르게 들리지만 빛이 100만 배나 더 빠르다는 걸 떠올리면 그렇지도 않죠. 그래서 번쩍이는 번개는 바로 보이지만, 천둥소리는 몇 초 뒤에야 우리에게 도착해요. 소리의 파동이 출발하기도 전에 빛은 이미 여러분의 눈 속에 들어와 있는 거예요.

이런 요령이 있어요. 번개가 번쩍인 뒤 천둥이 쾅 하고 들릴 때까지 초를 세고, 그 수를 3으로 나누세요. 그러면 번개가 대략 몇 킬로미터 떨어진 곳에 떨어졌는지 알 수 있어요. 5초라면? 약 1.7킬로미터예요. 10초라면? 3킬로미터가 넘고요. 사이가 길수록 번개는 더 멀리 있는 거고, 여러분은 더 안전한 거예요.

가끔 천둥은 날카롭게 쩍! 하고 들려요. 가끔은 길게 우르르릉 굴러가듯 오래 이어지죠. 무엇이 다를까요? 쩍 하는 소리는 번개가 가까이 있어서 충격파를 한꺼번에 듣는다는 뜻이에요. 우르릉거리는 소리는 번개가 길거나 멀리 있어서, 번개의 여러 부분에서 나온 소리 파동이 아주 조금씩 다른 시간에 도착해 쾅 소리가 길게 늘어나는 거랍니다.

그러니까 천둥은 번개가 아주 짧은 순간에 공기를 태양처럼 뜨겁게 익혀 버려서, 공기가 완전히 난리가 나는 소리예요. 하늘이 무너지는 게 아니에요. 아무것도 부서지는 게 아니고요. 그저 수십억 개의 분자들이 서로를 밀치며, 방금 순식간에 바싹 튀겨진 일을 어떻게든 견뎌 보려는 거예요. 그리고 그 쾅 소리는 분자들이 모두에게 들리도록 아주 크게 투덜대는 소리랍니다.
