이웃집과학자

이웃님들은 왜 음식을 먹은 만큼 몸무게가 불어나지 않을까란 의문을 가져보신 적이 없으신지요. 자신의 몸무게가 60kg인데 1.2kg 소고기를 먹으면 왜 61.2kg이 되지 않을까요?

과학자들에 따르면 위와 같은 사례의 경우 순간적으로는 몸무게가 61.2kg이 되는데요. 하지만 시간이 조금만 지나도 본래의 몸무게로 되돌아오게 됩니다. 무엇이 우리의 몸에서 1.2kg이나 되는 소고기의 무게를 덜어간 것일까요?

이런 의문을 진지하게 탐구한 과학자가 있습니다. 바로 16세기 이탈리아의 과학자이자 의학자였던 산토리오 산토리오(Santorio Santorio, 1561~1636)가 그 주인공입니다. 산토리오 교수는 의학의 영역에 정량 실험을 도입한 과학자였습니다. 

그는 올바른 계측기를 사용해 모든 의학 지식을 과학적으로 정량화하는 데 중점을 둔 인물이었죠. 산토리오 교수의 정량 실험은 생물의 신진대사와 생리현상 등을 가리지 않았는데요. 우리가 도입부에 이야기했던 의문도 산토리오는 그 자신의 방식대로 풀어나갑니다.

산토리오 교수는 왜 먹은 만큼 몸무게가 늘어나지 않는지를 알아보기 위해 의자가 달려 있는 커다란 저울을 만들어냅니다. 저울의 한쪽에는 의자가 들어 있는 네모난 박스 같은 커다한 공간이 있었고요. 반대편에는 자신이 들어앉은 네모난 박스의 무게와 동일한 무게추가 있어 커다란 저울은 평행을 이뤘습니다.

특이한 것은 산토리오 교수가 저울 안에 있는 의자에 앉아 식사를 하고 대소변을 해결했다는 것인데요. 그는 이런 과정을 통해 식사를 했을 때 무게추가 움직인 정도를 측정해 대소변을 봤을 때와 그 무게 차이가 동일한가를 관찰하고 측정했습니다. 무려 30년 동안 말이죠.

하지만 산토리오 교수가 자신이 고안한 커다란 무게추의 눈금을 아무리 반복해 살펴봐도 자신이 먹은 음식과 대소변의 양이 같지 않았습니다. 뿐만 아니라 자신이 음식을 먹으면 짧은 시간 무게추가 흔들렸다가 곧 평행을 되찾았죠.

안타깝게도 산토리오 교수는 왜 먹는 양에 따라 인간의 몸무게가 정확히 반응하지 않는지 끝내 알지 못했는데요. 그는 다만 사람이 먹는 음식이 대소변 이외에 사람에게 보이지 않는 어떤 형태로 사람의 몸을 빠져나갔다고만 추정할 뿐이었습니다.

산토리오 교슈가 밝혀내지 못한 사실을 후대 과학자들이 밝혀냈는데요. 과학자들에 따르면 인간이 음식을 섭취하면 대소변으로 인체 바깥으로 배출되는 것 외에 피부의 표면에서 음식물의 열량이 증발된다고 합니다. 수분의 형태로 말이죠. 또 소화과정에서 소비되는 열량과 저마다의 근육 수준에 따른 기초대사량도 변수였습니다.

보통 가만히 서 있기만 해도 우리의 몸에서는 평균적으로 하루에 1L 정도의 수분이 빠져나간다고 해요. 이걸 무게로 환산하면 대략 1kg 정도 된다고 합니다. 

##참고자료##  

• 사마키 다케오, <재밌어서 밤새읽는 물리이야기>, 김정환, 서울:더숲, 2013.