‘계왕성’은 백색왜성인가

유튜브에서 ‘물리엔진군’이라는 채널[1]을 얼마전에 봤는데, 여러가지 상황을 물리엔진 소프트웨어를 통해 컴퓨터 시뮬레이션하는 영상을 보여준다. 근데 쓸데없는 개그가 초 많아서 열라 웃긴다. ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 어떤 사람이 친절하게도 한국어 자막을 만들어 두었으니 쉽게 볼 수 있다. 사용하는 소프트웨어는 유니티 물리엔진이라고 설명하는 블로그 글[2]을 봤는데, 출처가 없어 확실치 않다.

여하간 그 영상들 중에 계왕성을 시뮬레이션하는 편[3]이 있다. 계왕성은 토리야마 아키라의 유명한 만화 ‘드래곤볼’에서 등장하는 별[4]인데, 본 지 하도 오래돼서 무슨 내용때문에 나오는지도 기억이 하나도 안 나네-_- 재생시간 5분 47초.

유튜브 영상[3]의 내용 자체는 천문교육보급연구회에서 발간한 와타라이 켄야(渡會兼也) 선생의 연구[5]를 참고로 만들었다고 나와 있다. 천문교육보급연구회의 2010년 9월호 회지에 있는데, 글[5]의 내용은 드래곤볼에 나와있는 계왕성의 정보를 토대로 계왕성의 밀도를 추정하여, 전형적인 백색왜성의 밀도를 가지고 있음을 설명하는 내용이다.

간단하게 핵심내용을 설명하자면 이러하다. 와타라이 선생은 만화의 그림에서 자동차와의 상대적 크기를 비교하여 계왕성의 반경을 18m 정도로 추정하고 있고, 계왕성은 지구중력의 10배라고 나와 있으므로, 지구 중력과 질량과 반지름을 각각 F_E, M_E, R_E, 계왕성의 중력과 질량과 반지름을 F_K, M_K, R_K라 두자.

\displaystyle F_E = \frac{GM_E m}{R_E^2}, \displaystyle F_K = \frac{GM_K m}{R_K^2}

의 양변을 변변 나누어

\displaystyle \frac{F_K}{F_E} = \frac{M_K}{M_E} \left( \frac{R_E}{R_K} \right)^2 = 10

를 얻는다. 따라서 지구질량과 반지름 및 계왕성의 반지름을 각각 대입하여, 계왕성의 질량을 추정할 수 있고, 따라서 밀도도 추정가능하다. 추정된 밀도는 약 4×105 g/cm3으로, 계왕성의 반지름 자리수를 1~2자리 바꿔도 값이 크게 달라지지 않는다고 한다. 위키피디아에 따르면 중성자별의 밀도는 3.7×1014에서 5.9×1014 g/cm3 정도이고, 전형적인 백색왜성의 경우 105에서 107 g/cm3정도 되므로, 계왕성은 백색왜성에 해당한다고 볼 수 있다.

천문교육보급연구회의 회지 전체 글들[6]도 모두 웹상에서 확인할 수 있으니 참고바람. 사이트가 좀 허름해 보여도-_- https로 돼 있어서 나름 관리가 되고 있는 것 같다. ㅎㅎㅎ

글[5]의 뒷쪽에는 수업시간에 이런 이야기를 섞어주면, 자는 학생도 일어나서 들을 정도로 학생들이 나름 꽤 흥미를 가져 준다는 이야기를 하고 있다. ‘드래곤볼’이 꽤 오래된 만화라서 요새 애들도 아는지 모르겠지만, 일본내에서는 나름 죽지않는 컨텐츠로 명성을 이어가는 것 같다. ㅎㅎ

와타라이 선생의 소속이 가나자와 대학 부속 고등학교로 나와 있어서 그냥 고등학교 선생님인줄 알았는데, 검색해보니 나름 발표 논문도 많고 연구를 많이 하는 사람 같다.[7,8] 범상치는 않은 사람인 것 같다.

일전에 Mathbreakers 이야기[9]도 했지만, 학생들이 수업에 주의를 유지하면서 동시에 학습할 내용도 기억할 수 있도록 하는 컨텐츠의 개발은 교육자의 관점에서 나름 중요한 요소가 아닐까 싶다.

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[1] 物理エンジンくん (youtube.com)
[2] チャンネル人工知能の中の人は誰?使ってる物理エンジンソフトは何? (masamunenet.com)
[3] 【물리엔진】중력 10배! 계왕성에서 살면서 알게 된 것【드래곤볼①】 (youtube 5분 47초)
[4] 토리야마 아키라, “ドラゴンボール (18권)”, 슈에이샤(集英社)
[5] 渡會兼也, “「界王星」は白色矮星か“, 2010年9月号 106号 Vol.22 No.5 (pdf 167kb)
[6] 会誌『天文教育』 発行一覧 (tenkyo.net)
[7] 渡會 兼也 (researchmap.jp)
[8] 渡會 兼也 (jglobal.jst.go.jp)
[9] 내 백과사전 Mathbreakers : 수학 교육용 3D 어드벤쳐 게임 2014년 4월 16일

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