금속을 통해 알아보는 만나면 달라지는 세계
금속을 통해 알아보는 만나면 달라지는 세계
  • 박혜진 기자
  • 승인 2018.10.05 14:06
  • 댓글 0
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주머니 안에서 땡그랑거리며 부딪히는 100원, 500원짜리 동전은 구리와 니켈이라는 금속을 합해서 만든 백동이라고 해요. 이렇게 다른 성질을 가진 두 가지 금속을 합하면 아주 새로운 금속을 얻을 수 있어요. 마음의 세계도 똑같아요. 내 마음과 다른 마음이 서로 만나면 전과는 다른 새로운 마음이 만들어져요. 이번 호에는 금속에 대해 알아보고 그 속에 숨겨진 마음의 이야기를 함께 찾아봐요.

 

금속이란? 열, 전기를 빠르게 전달하고 여러 가지 모양으로 바꿀 수 있는 물질.

금속은 우리 주변에서 흔하게 볼 수 있어요. 시원한 음료수를 담은 알루미늄 캔, 하늘 높이 솟아있는 고층 건물의 골격을 만들 때 쓰는 철근. 금속이 없다면 우리 생활 속에서 사라질 것들이 셀 수 없이 많지요.

신속정확한 전기 배달부
전기는 전선을 통해서 흘러요. 전선을 나무로 만들면 어떨까요? 전기가 통하지 않겠지요. 전기를 전달하려면 금속이 꼭! 필요해요.특히 구리는 전기를 전달하는 전기 전도성이 다른 물질보다 더 크기 때문에 전선으로 쓰여요. 그런데 사실 구리보다 전기를 더 잘 전달하는 금속이 있어요. 바로 은이에요. 하지만 은은 너무 비싸서 은을 재료로 전선을 만든다면 누구나 전선을 살 수 없겠죠? 그래서 값도 싸고 흔한 구리를 쓴답니다.

 

냠냠! 금속을 먹자~
금속이라고 하면 어떤 느낌이 드나요? 무겁고, 단단하고, 날카롭고, 때로는 시끄럽고, 매끄럽고, 반짝이고…. 그런데 신기하게도 사람 체중의 약 2%가 금속으로 되어 있답니다. 몸무게가 25kg인 사람은 0.5kg의 금속을 몸에 가지고 있는 거예요. 칼슘, 나트륨, 철은 특히 우리 몸에 중요한 금속이에요. 우리 몸속에 이 금속들이 없다면? 칼슘이 없으니 뼈에 힘이 없어져서 오징어처럼 흐느적거리게 될 거예요. 또 철이 없으니 피가 산소를 운반하지 못해 죽을 수도 있어요.
 

현재의 금속
알루미늄은 현재 우리 주변에서 가장 쉽게 찾아볼 수 있는 금속이에요. 게다가 구리나 철보다 훨씬 많은 양이 지구 속에 묻혀 있어요. 그런데 알루미늄은 20세기부터 사용하기 시작했어요. 매장량이 많은데도 왜 알루미늄을 쓸 수 없었을까요? 알루미늄은 주로 산소와 합쳐져 있어요. 그래서 산소를 제거해야만 쓸 수 있는데 옛날에는 산소를 제거하는 기술이 없었기 때문에 알루미늄을 쓸 수 없었어요. 알루미늄은 매우 가벼워서 철 대신 사용하면 무게를 절반이나 낮출 수 있어요. 호일이나 껌 싸는 종이에도 알루미늄이 들어있어요.

희귀 금속 프로메튬
프로메튬이라는 금속은 과학자들이 1963년 처음으로 발견했어요. 프로메튬은 지구상에서 가장 희귀한 금속 중 하나로 만약 그 양이 많다면 이 금속으로 수명이 수십 년인 원자력 건전지를 만들 수 있어요. 하지만 지구상에 약 560g만 존재한다고 해요. 유치원생의 두 손에 모두 담을 수 있을 정도로 적은 양이지요. 

 

금으로 실을 만든다고?
금은 두드릴수록 얇게 펴져서 가는 실로 뽑아낼 수도 있어요. 얇게 편 금박의 두께는 보통 0.00001cm인데 1g의 금으로 3km나 되는 금실을 뽑을 수 있어요. 그래서 컴퓨터 같은 전자 제품의 전자 회로 기판에 금실을 사용해요. 

합금의 세계

합금이란? 두 개 이상의 금속을 섞어서 높은 온도에서 녹여서 새로운 물질로 만드는 것.

철 (IRon)은 우리가 사용하는 금속의 90% 이상을 차지하는 금속이에요. 철도, 자동차, 도로, 다리 등 모두 철이 없으면 만들 수 없어요. ‘산업의 쌀’이라고 불리는 철에 대해 알아봐요. 

 

황야의 바람에서 철을 얻다
오래 전, 사람들은 철이 섞여 있는 돌인 철광석은 구할 수 있었지만 철을 돌에서 빼지 못해서 철을 사용할 수 없었어요.
성경 창세기 25장에는 사라가 죽은 후 아브라함이 헷 족속으로부터 막벨라 밭에 있는 동굴을 구입하는 이야기가 나와요. 이 헷 족속을 히타이트 족이라고 하는데요, 그들은 역사상 처음으로 철을 사용했어요. 
히타이트인들은 우선 불을 피울 용광로를 만들고 불을 피웠어요. 이때 철을 녹일 수 있는 높은 온도를 얻으려면 뜨거운 공기를 불어 넣어서 온도를 높이는 기구인 ‘풀무’가 필요해요. 하지만 당시에는 풀무가 없었기 때문에 히타이트인은 거센 바람이 부는 황야에 용광로를 설치했어요. 풀무를 대신한 거센 바람 속의 산소가 불과 만나면 철을 녹일 정도로 불이 뜨거워졌어요. 하지만 바람이 부는 시기가 정해져 있어서 히타이트 족도 많은 양의 철을 생산하지는 못했어요.
 스테인레스 스틸은 강철에 크롬과 니켈, 몰리브데넘, 망가니즈, 나이오븀 등을 약 10퍼센트 첨가하여 특수강으로 만든 거예요. 금속은 소금이 닿으면 쉽게 썩는데 이것은 바닷물에서도 썩지 않아요. 흔히 우리는 이것을 ‘스뎅’이라고 부르죠.

구리 (copper)는 그 자체로는 큰 쓰임새가 없어서 주로 다른 금속과 합해서 사용해요. 금속으로 만든 최초의 무기는 기원전 3000년경인 청동기 시대에 탄생했어요. 청동은 구리와 주석의 합금으로 이 두 개의 금속이 쉽게 발견되는 곳에서 금속 기술이 발달하기 시작했어요.

 

산에서 나는 금속?
“너의 먹는 식물의 결핍함이 없고 네게 아무 부족함이 없는 땅이며 그 땅의 돌은 철이요, 산에서는 동을 캘 것이라.” (신명기 8:9)
성경에는 돌이 철이고, 산에 동(구리)이 있으니 캐라는 말씀이 있어요. 실제로 철은 철광석이라는 돌을 높은 온도로 녹여서 철을 얻어내고, 구리는 깊은 산 속에 많아요. 가장 오래된 청동검은 러시아에 있는 코카서스라는 깊은 산 속에서 발견됐어요. 전문가들은 이 말씀에 나오는 구리를 캘 수 있는 산이 이스라엘의 팀나 국립공원일 것이라고 예상했어요. 왜냐하면 이 공원에 있는 녹색 돌들이 불을 만나면 구리가 녹아내렸거든요. 철보다 다루기 쉬운 구리는 여러 가지 도구를 만들기가 더 쉬웠어요.  

사람들은 구리와 비소를 섞으면 더 단단한 금속을 만들 수 있다는 것을 발견했어요. 하지만 비소에는 독이 있었어요. 그래서 발견한 것이 바로 주석이에요. 주석이 구리와 만나면 구리의 녹는 점 온도를 낮춰줘서 불에 까다로운 구리의 단점을 보완해줬어요. 또 주석의 양에 따라 색과 용도가 달라졌어요. 주석과 구리의 합금으로 청동기 시대가 시작됐어요.

금빛 바닷속에 진짜 금이?
노란 빛으로 반짝이는 금! 오래전부터 사람들은 금을 얻기 위해 강가에서 금 알갱이들을 골라내고, 광석을 캐내 그 속에 섞인 금을 걸러냈어요. 
그런데 금이 가장 많은 곳은 어딜까요? 바로 바다예요. 다만 바닷물에 들어있는 금은 농도가 매우 낮기 때문에 채취하기가 어려워요. 1922년 독일의 과학자 프리츠 하버는 바닷물에 섞여 있는 금을 얻으려고 바다를 돌아다니며 물을 잔뜩 퍼왔어요. 결과는? 금을 채취하긴 했지만 바닷물 1톤에서 얻은 금의 양은 겨우 0.0044밀리그램이었어요. 결국 많은 재산을 잃고 실패하고 말았죠. 사람들은 금을 직접 만들 수  있는 방법을 찾아 연금술을 연구하기 시작했어요. 

 

납을 조금만 바꾸면 금이 될 거야
연금술은 고대 이집트에서 시작되어 중동을 거쳐 중세 유럽에 전해진 화학 기술이에요. 옛날 사람들은 수은이나 납과 같은 금속이 수천 년에 걸쳐서 성장하면 은과 금이 된다고 믿었어요. 철학자 아리스토텔레스도 “납은 금과 비슷한 색이니까 이 납에 다른 금속을 섞어 그 성질을 바꾸면 금으로 만들 수 있다.”고 말했어요. 
연금술은 근대화학이 나타나기 전까지 천 년 이상 계속되었어요. 연금술사들은 금이 나오길 기대하면서 납과 함께 여러 가지 금속을 도가니에 넣고 끓였어요. 하지만 천 년이 지나도 절대로 금을 만들 수 없었어요. 

금을 만드는 것은 불가능할까?
연금술사들이 금을 만드는 것에는 실패했지만 그렇다고 금을 만들 수 없는 것은 아니에요. 1919년 과학자 러더퍼드는 물질의 원소의 모양을 바꾸는 데에 성공했어요. 
이 실험을 성공한 후 납, 구리, 수은 같은 금속 원소들을 다른 금속으로 바꾸는 것이 가능해지면서 한 원소를 다른 원소로 바꾸는 것은 흔한 일이 되었어요. 과학자들은 심지어 자연에 존재하지 않는 원소들도 만들었어요. 이때 실패로 끝났다고 생각했던 연금술이 다시 관심을 받기 시작했어요.

 

납과 구리는 겨우 양성자 3개 차이
원소는 원자들로 이루어져 있어요. 원자는 다시 양성자와 중성자로 이루어진 원자의 핵과 원자핵 주변을 맴도는 전자로 이뤄져 있어요. 
원자핵을 구성하는 양성자와 중성자의 숫자에 따라 금, 은, 구리 등 금속 원소가 결정돼요. 이 원자핵의 구성을 조금만 바꾸면 다른 원소가 돼요. 연금술사들이 금으로 바꾸려 했던 납의 양성자의 숫자는 82개예요. 금은 79개고요. 납의 원자핵에서 양성자를 딱 3개만 없애면 납을 금으로 바꿀수 있답니다.
그런데 왜 연금술의 방법을 알아냈으면서도 금은 여전히 비싼 걸까요? 앞서 말한 하버가 바닷물 1톤에서 적은 양의 금을 얻은 것과 비슷해요. 납을 금으로 만들려면 금속덩어리를 5천℃ 이상으로 끓여서 금속기체를 만들어야 그 속에 떠다니는 금속의 원자를 얻을 수 있어요. 게다가 납의 원자핵에서 양성자를 빼기 위해서는 엄청난 에너지가 필요해요. 거대한 장치, 운영비용 등 돈이 많이 드는 데 비해 만들 수 있는 금의 양은 보잘것 없기 때문에  여전히 금값이 비싸답니다.

먼저 정확히 확인했더라면
이제 연금술사들이 화덕에 불을 피우고 금을 만들 수 있다고 생각했던 것이 얼마나 어리석은 것이었는지 알 수 있겠지요? ‘납이 금이랑 비슷한 색이네? 납을 좀 바꾸면 금이 될 수 있을 거야’라는 정확하지 않은 생각이 똑똑하고 유능한 과학자들로 하여금 천 년 동안이나 헛된 연금술을 연구하느라 시간을 낭비하게 했어요. 만약 연금술을 시작하기 전에 납으로 금을 만들 수 있는지 없는지부터 확인해 봤다면 어땠을까요? 그렇게 연구했다면 러더포드같은 과학자가 더 빨리 나타나서 과학이 더 빨리 발전했을 거예요. 
마음의 세계도 똑같아요. ‘저 친구가 나를 미워하나 봐’ 하고 그 생각을 믿어버리면 그때부터 그 친구와는 서먹한 사이가 되고 결국에는 서로 멀어지게 되지요. 하지만 “네가 나를 싫어하는 것 같은데 나한테 무슨 섭섭한 일이 있니?” 하고 정확하게 물어보면 오해를 풀 수 있고 더 가까운 친구가 되지요. 
물어보지 않고, 정확히 알아보지 않아서 소중한 친구를 잃고, 사랑하는 부모님과 어색하게 지낸다면 너무 슬플 거예요. 오늘이라도 멀어진 친구들, 가족들에게 마음을 열고 이야기해 보세요. 내 생각과는 다른 행복한 일들이 기다리고 있을 테니까요.

 

 

<마음도 서로 만나 새로운 마음으로 나타난다>

이 세상이 많은 원소들로 이루어져 있듯이 사람의 마음도 많은 원소들로 이루어져 있어요. 두 개 이상의 원소가 만나서 새로운 물질이 되듯, 마음도 서로 만나 새로운 마음으로 나타나요. 

절망에서 벗어나
사도행전 16장에는 사도 바울과 실라가 빌립보의 감옥에 갇히는 이야기가 나와요. 점을 잘치는 무당인 귀신들린 여자에게서 바울이 귀신을 내쫓은 뒤 그 여자를 통해 돈을 벌던 주인이 더 이상 돈을 벌지 못하자 화가 나서 바울과 실라를 때리고 감옥에 가둬버린 거예요. 바울과 실라의 발이 사나운 죄수들에게 채우는 단단한 착고에 매이고….
성경에 보면 “밤중쯤 되어 바울과 실라가 기도하고 하나님을 찬미하매 죄수들이 듣더라.”라는 구절이 있어요. 밤이 돼서야 기도하고 하나님을 찬미한 것은 감옥에 갇힌 오후부터 밤까지 바울과 실라가 “왜 우리가 이렇게 감옥에 갇혀야 하나? 어떻게 이 감옥에서 나갈 수 있지?” 하며 어려워했다는 것을 알 수 있어요. 
하지만 밤이 되자 그들은 하나님을 찬미하고 기도했어요. 처음에는 바울과 실라가 형편을 보면서 어려워했지만 바울은 “나는 원래 예수님을 핍박하던 사람이었어. 그런 나에게 예수님이 나타나셔서 나를 복음 전도자로 만드셨지! 예수님은 어떤 상황에서든 나를 도우시고 지켜주셨어. 그래! 우리가 지금 모함을 받아 감옥에 갇혔지만 하나님은 우리를 이 빌립보 감옥에 복음을 전하는 선교사로 부르신 거야! 할렐루야! 정말 감사하다. 우리 찬송을 부르자.” 하고 마음이 어려운 형편에서 벗어났어요.

 

어떠한 어려움이라도
우리는 어려운 일이 생기면 부담스러워하고 두려워해요. 하지만 어려운 일을 허락하신 하나님의 마음이 무엇인지 정확히 알고 그 마음이 내 마음에 들어오면 내게 없던 전혀 마음이 생겨요. 
많은 금속 원소들 중 다른 두 개가 만나면 전혀 다른 물질이 되듯이 마음의 세계도 똑같아요. 우리는 죄를 이길 수 없는 죄인이지만 하나님께서 예수님을 보내셔서 우리의 모든 죄를 사하신 사실을 믿으면, 예수님의 십자가의 피가 모든 죄를 사할 능력이 충분하기 때문에 아무리 악한 죄인일지라도 예수님만큼 깨끗한 의인이 된답니다. 내 마음의 원소들 미움, 고통, 절망, 질투…. 이 수많은 원소들에 예수님 한 분만 합하면 사랑, 기쁨, 소망, 담대함으로 바뀌어요. 여러분이 어떻든, 어떤 문제를 만나든 예수님을 기억하세요. 


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