“정자의 꼬리는 좌우로 움직이지 않는다?” 정자의 움직임에 숨겨진 우주의 비밀

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현미경으로 바라본 정자

출처 – 위키백과

안토니오 반 레벤후크는 바로 자신이 개발한 최신 기술로 당대 최고의 현미경을 제작하던 과학자입니다. 곤충에서부터 흙탕물까지 눈앞에 보이는 모든 것을 현미경으로 관찰하던 레벤후크는 어느 날 자신의 정액을 바라봅니다. 마침내 정자를 본 그는 이렇게 기록합니다. 뱀이 기어가는 것처럼 꼬리를 좌우로 흔들고 물 속의 장어와 같이 헤엄칩니다. 이는 실로 엄청난 발견이었습니다.
 
그가 이 사실을 발견한 지 불과 몇십 년 전까지만 해도 사람들은 정액 안에 아주 작은 사람이 들어있다고 생각했고 피임을 하기 위해선 신비한 피임 에너지가 담긴 족제비의 고환을 목과 허벅지에 묶고 흔들어 대던 시기였습니다. 그렇게 그의 혁명적인 발견은 350년이 지난 지금까지도 그대로 전해져 내려왔습니다. 정자는 꼬리를 좌우로 흔들며 난자를 향해 질주합니다. 

입체 카메라

그런데 바로 2020년 7월 31일 다시 한번 엄청난 혁명이 일어난 것입니다. 과학의 발전은 도구가 발전할 때 일어납니다. 천문학은 갈릴레이 갈릴레이가 망원경으로 달을 보며 도약했고 그 후엔 거대한 천체망원경이 나오며 다시 한번 도약했습니다. 이번엔 정자가 도약할 차례입니다. 우리 현대 기술이 1초에 5500번 촬영이 가능한 3D “입체 카메라”를 만든 것입니다! 
 
대부분의 카메라와 현미경이 그렇듯이 렌즈가 하나뿐인 관측 장치는 사물의 거리를 가늠 하지 못합니다. 하나의 2차원적인 이미지만 볼 수 있을 뿐입니다. 사물을 입체로 보기 위해선 렌즈 하나가 더 필요합니다. 우리의 눈처럼 말입니다. 우리는 렌즈를 두 개 갖고 있기 때문에 거리를 느끼고, 3차원 이미지를 볼 수 있는 것입니다. 같은 원리로 성능이 가장 좋은 최첨단 카메라에 렌즈를 하나 더해 그동안 2차원으로만 보던 뭐가 보였을까요? 정자를 3차원으로 관측해 보았습니다. 


 

출처 – Polymath Labs

그 결과는 연구원들을 경악하게 했습니다. 정자는 꼬리를 좌우로 흔들며 장어처럼 움직이는 게 아니었습니다. 그들의 꼬리는 마구 회전하고 있었던 것입니다. 우리가 그동안 알고 있던 정자의 움직임은 정자의 2차원 이미지만 보았던 우리에게 나타난 착시현상이었던 것입니다. 정자의 꼬리는 장어와 같은 보통의 물고기와는 다르게 회전하고 있었습니다. 그런데 이건 정말 이상한 것이었습니다. 그들의 꼬리는 왜 회전을 하고 있을까요? 어떻게 꼬리를 회전시키면서 앞으로 나아갈 수 있다는 것인가요? 음료수에 빨대를 넣고 회전시킨다고 해서 빨대가 위로 올라가는 건 아닙니다. 그냥 회전하기만 하면 절대 앞으로 나아갈 수 없습니다.

세차운동

출처 – 위키백과

그럼에도 불구하고 그들이 앞으로 나아갈 수 있었던 이유는 바로 지구의 움직임을 보면 알 수 있습니다. 지구는 사실 우리가 아는 자전, 공전 외에 한 가지 운동을 더 하고 있는데 그 주기가 너무 길어서 우리가 잘 느끼지 못하는 운동이 하나 있습니다. 지구의 자전 주기는 하루 공전 주기는 1년인데 잘 알려지지 않은 운동은 2만 6천 년을 주기로 합니다. 지구의 자전축은 외부의 영향이 없으면 당연히 그대로 있어야 할 것입니다. 
 
하지만 지구 옆에 있는 달과 태양 그리고 수많은 천체들은 인력으로 지구를 여기저기서 끌어당기기 때문에 제자리에서 자전하려는 지구의 자전축이 이리저리 흔들리게 됩니다. 마치 팽이처럼 말입니다. 가만히 있으려는 팽이의 자전축은 지구의 중력으로 인해 휘청휘청 움직이지만 지구의 자전축은 태양계에 있는 수많은 천체들의 인력으로 휘청대는 것입니다. 따라서 지금의 북극성은 1만 3천 년 후엔 더 이상 북극에 있지 않을 것이고 지금 7월의 여름은 7월의 겨울로 1월의 겨울은 1월의 여름으로 바뀔 것입니다.

이 움직임을 지구의 세 번째 운동, 세차운동이라고 합니다. 세차운동은 한 회전축을 중심으로 회전하고 있는 물체에 힘을 가할 때 또 다른 회전축이 하나 더 생겨 물체가 그 회전축으로도 같이 돌게 되는 현상을 말합니다. 그런데 빠르게 회전하는 정자 꼬리의 회전축은 천체의 인력이나 지구의 중력 대신 정자의 머리가 같이 움직여주면서 제자리에서 회전하려는 꼬리에게 영향을 주기 때문에 정자의 꼬리에 회전축이 하나 더 생겨버리는 것입니다. 그래서 정자는 스스로 프로펠러가 되어 계속 난자를 향해 앞으로 나아갈 수 있었던 것입니다.

정자의 움직임에
숨겨져 있던
우주의 움직임

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