거대한 비행 공 도시를 건설하는 아이디어

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1960년대 에 발명가 버크민스터 풀러는 뜨거운 공기 위에 떠 있는 거대한 구체 형태의 도시를 인간을 위해 건설한다는 아이디어를 제안했습니다.

거대한 비행 공 도시를 건설하는 아이디어 — 버크민스터 풀러가 설계한 지오데식 돔. 사진: *로랑 벨랑제/위키미디어 커먼즈*

미국의 건축가이자 발명가인 벅민스터 풀러는 1960년대에 클라우드 나인(Cloud Nine)이라는 아이디어를 생각해 냈습니다. 클라우드 나인은 본질적으로 인간이 살 수 있는 거대한 떠다니는 구체입니다. 풀러의 아이디어는 지오데식 구체(geodesic sphere)에 기반을 두었는데, 지오데식 구체는 여러 개의 삼각형 조각이 얇은 껍질 구조로 조립되어 큰 구체를 연상시킵니다. 이러한 방식으로 건축하는 장점은 전체 구조물에 압력을 분산시킨다는 것입니다.

지오데식 돔을 제작하는 아웃도어 이글루스(Outdoor Igloos)에 따르면, 삼각형은 기하학적 왜곡을 방지하기 위해 교차점에 추가 연결 없이도 그 자체로 안정적으로 유지될 수 있는 유일한 구조 부재 배열입니다. 다시 말해, 삼각형의 한쪽 면에 압력을 가하면 그 힘이 다른 두 면에 고르게 분산되어 인접한 두 삼각형으로 압력이 전달됩니다. 이러한 압력 분산 덕분에 지오데식 돔은 전체 구조물에 응력을 효과적으로 분산시킵니다.

흥미롭게도, 구와 지오데식 돔은 크기가 커질수록 그에 비례하여 더 강해집니다. 뿐만 아니라, 구의 반지름이 커질수록 부피도 더 빠르게 증가합니다.

다음으로 부력에 대해 살펴보겠습니다. 부력은 유체(공기를 포함하여 흐르는 모든 물질) 내에서 물체에 작용하는 위쪽으로 작용하는 힘입니다. 이 힘은 물체가 유체 속으로 더 깊이 들어갈수록 유체 내부의 압력이 더 커지기 때문에 발생합니다. 유체 속 물체의 바닥 압력이 물체 위쪽 압력보다 높기 때문에 위쪽으로 작용하는 힘이 발생합니다.

유체의 부력이 물체의 무게보다 크면 물체는 뜨게 됩니다. 헬륨은 지구 대기의 다른 원소보다 가볍기 때문에 떠오를 수 있습니다. 열기구 안의 공기가 가열되고 희박해져서 외부 공기보다 밀도가 낮아져 떠오를 때도 마찬가지입니다.

풀러는 거대한 측지선 구 내부의 공기를 주변 온도보다 섭씨 1도만 높여도 구가 상승할 수 있다고 제안했습니다. 그는 그러한 풍선이 상당한 질량을 들어 올려 인간이 떠다니는 구형 도시에서 살 수 있게 해 줄 것이라고 말했습니다.

하지만 이 방법이 실제로 실현 가능한지는 아직 불확실합니다. 일부 전문가들은 거주 가능한 구역을 층층이 쌓으면 전체 시스템이 금세 너무 무거워질 것이라고 추정합니다. 이렇게 되면 날아다니는 공 도시는 매우 비현실적일 뿐만 아니라, 공이 땅에 떨어질 위험도 있습니다.

풀러는 클라우드 나인이 가까운 시일 내에 현실 세계에 구현될 것이라고 기대하지 않습니다. 대신, 그는 사람들이 증가하는 인구에 대처하는 방법에 대해 생각하게 하는 방안으로 이 아이디어를 제시합니다.

투 타오 ( IFL Science 에 따르면)

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