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생물이 가우스 곡률을 가진 장점

[눈비] 눈비닷컴 2019.05.18 11:14
[생물이 가우스 곡률을 가진 장점]

<TongCreator>

인간이 만든 물체들은 직선이나 직각이 많다. 이것은 만들기 쉽기 때문이다.
그런데, 자연상의 생물들은 휘어지거나 주름진 표면을 가지고 있으며, 에너지가 낮은 물체보다 높은 물체(또는 생명체)일수록 그 비율은 높아진다.

자연의 불규칙성 때문에 생긴 것이지만, 이것을 들여다보면 마치 신이 처음부터 계산된 규칙 아래에 창조한 것처럼 오묘한 원리를 알 게 된다.

가우스 곡률이란 것이 있다. 가로와 세로의 곱이 0이 되면 평면을 이루고, 양수일 수록 구에 가까우며 음수일수록 쌍곡선(또는 포물선)에 가까워진다는 이론이다.

우리가 평면한 종이를 들 때 한 쪽면만 잡으면 반대 쪽은 중력에 의해 여지없이 아래로 휘어버린다.
하지만 중간은 접은 후 들면 평면을 유지하기 쉽고 많이 접을 수록 완전한 평면을 이룬다.(표면은 주름지지만 어쨌든 휘어진 각도는 아니란 뜻)

이런 것을 가우스 곡률이라고 한다. 가로의 곡률이 음수가 되어 반대로 휘어지려고 할 때 세로의 곡률을 0이 되게 하면 곱한 수가 0이 되므로 평면을 이룬다는 이론이다.
가로의 플러스 양만큼 세로에 마이너스를 줄 필요가 없이 세로가 0이기만 하면 전체가 0이 되어 평면을 이루니 놀라운 일이다.
만약 가로와 세로가 곱이 아니만 덧섬이었다면 이런 일이 벌어지기 어려울 것이다.

생물의 표면에 가우스 곡률이 적용되는 이치도 신기한 일이다. 세로가 아무리 휘어져도 가로를 평행하게 유지하므로서 생물의 피부는 찢어지지 않고 유연하게 휘어지고 원상복구될 수 있는 것이다.
피부가 잘 늘어나게 하기 위해 주름이 있다는 것은 상식이지만, 피부의 유연성과 원상복구에 가우스 곡률이 적용된다는 것은 아직 상식이 아니다.

자연과 우주는 인간의 상상을 넘어 초정밀의 원리가 숨어 있었다.
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