낙하하는 고양이 [구글 Gemini]



오랫동안 물리학자들을 괴롭혀온 수수께끼, ‘낙하하는 고양이 문제’에 새로운 실마리가 풀렸다.

고양이를 키워본 사람이라면 한 번쯤 목격했을 것이다. 소파에서 발을 헛디뎌 공중에서 몸을 한 바퀴 비틀더니, 아무 일도 없었다는 듯 네 발로 사뿐히 착지하는 그 장면. 너무 자연스러워서 당연하게 여기기 쉽지만, 사실 이것은 과학자들이 100년 넘게 풀지 못한 미스터리다.
1894년, 프랑스의 생리학자 에티엔-쥘 마레이는 당시로선 최첨단 기술이 바다이야기게임 었던 초기 동영상 카메라를 동원해 고양이를 공중에서 떨어뜨리는 실험을 감행했다. 결과는 충격적이었다. 고양이는 아무런 지지대 없이도 공중에서 스스로 몸을 뒤집어 발로 착지했다. 당시 과학계는 발칵 뒤집혔다. 하지만 어떻게 그게 가능한지는 여전히 수수께끼로 남았다.
11일(현지시간) 뉴욕타임스(NYT)에 따르면 130여 년만에 일본 야마구치 황금성사이트 대학교의 생리학자 히구라시 야스오 연구팀이 학술지 ‘해부학 기록(The Anatomical Record)’에 이 문제를 해결한 논문을 발표했다. 핵심은 고양이의 척추에 있었다.



에티엔-쥘 마레이의 고양이 낙하 연속 촬영. [공공저작물]

신천지릴게임

연구팀은 기증받은 고양이 사체의 척추를 직접 구부리고 비틀며 각 부위의 유연성을 측정했다. 그리고 살아있는 고양이 두 마리를 약 90cm 높이에서 떨어뜨리며 영상을 한 프레임씩 분석했다.

결과는 놀라웠다. 고양이의 흉추(등 위쪽 척추)는 무려 360도 회전이 가능한 것으로 나타 오션파라다이스예시 났다. 히구라시 박사는 이렇게 설명한다. “고양이의 흉추는 우리 인간의 목처럼 회전합니다.” 반면 허리 아래쪽 요추는 상대적으로 단단하고 무겁다.
이 구조 덕분에 고양이는 낙하 순간 먼저 앞몸통을 빠르게 돌려 지면을 확인하고, 이어서 뒷몸통을 맞춰 돌리는 방식으로 완벽한 착지 자세를 만들어낸다. 마치 몸 안에 정교한 자이로스코프가 내장된 황금성릴게임 것처럼.
연구에서 예상치 못한 발견도 나왔다. 실험에 참여한 고양이 두 마리 모두 몸을 돌릴 때 오른쪽으로 도는 경향을 보인 것이다. 한 마리는 8번 낙하 중 8번 모두 오른쪽으로, 다른 한 마리는 6번을 오른쪽으로 돌았다. 고양이에게도 ‘방향 편향’이 존재하는 셈이다.



낙하하는 고양이 [구글 Gemini]



그렇다면 낙하 고양이 문제는 완전히 해결된 걸까? 아직은 아니다. 현재 과학계에서는 두 가지 모델이 경쟁 중이다. ‘앞다리 펼치고 뒷다리 접기’ 모델과 ‘동시에 반대 방향으로 비틀기’ 모델인데, 이번 연구는 전자에 힘을 실어주었지만 결론을 내리기엔 아직 데이터가 부족하다.

노스캐롤라이나 샬럿 대학의 물리학자이자 ‘고양이 낙하 전문가’(세상엔 정말 다양한 전문가가 있다) 그렉 그버는 이렇게 말한다. “많은 과학자들이 역사적으로 고양이가 발로 착지하는 ‘단 하나의 진실된 방법’을 찾으려 했습니다. 하지만 자연은 단순함 따위엔 관심이 없죠.”
히구라시 연구팀은 앞으로 더 많은 데이터를 모아 수학적·3D 모델을 구축할 계획이다. 고양이는 오늘도 유유히 소파에서 뛰어내리며, 자신의 비밀을 쉽게 내어주지 않고 있다.