모닥불 주위에 앉아있으면 열기를 느낄 수 있고
나무 타는 냄새를 맡을 수 있으며 탁탁 소리를 들을 수 있지요.
불 가까이로 가면 눈이 뜨겁고, 코는 따가워집니다.
휘감기며 흔들리는 끝없는 밝은 불꽃...
여러분이 보는 것은 정확히 무엇일까요?
불꽃은 명백하게 고체가 아니고 액체도 아닙니다.
공기와 어울리는 것을 보면 그것은 기체같기도 한데
불은 볼 수 있고 순간적입니다.
과학적으로 보면 불은 기체와는 다른데
기체는 동일한 상태로 영원히 존재할 수 있지만
불은 결국에는 꺼지기 때문입니다.
불에 대한 한가지 오해는 불이 플라즈마라는 건데
플라즈마는 제4의 물질 상태로 원자가 전자를 빼앗긴 상태입니다.
풀라즈마는 지구에서 안정한 상태로 존재하지 않습니다.
플라즈마는 기체가 전기장에 노출되거나 수천 또는
수만 도로 과열되었을 때 형성됩니다.
대조적으로, 나무와 종이 같은 연료는 몇백 도면 타지요.
플라즈마의 한계점에 비해 훨씬 아래의 온도에서요.
그럼 불이 고체, 액체, 기체도 아니고
플라즈마도 아니라면, 도대체 무엇일까요?
사실 불은 물질이 아니라고 합니다.
불은 연소라고 불리는 화학적 반응에 대한
우리의 감각적인 경험이지요.
어떤 면에서 불은 가을에 나뭇잎 색이 변하는 것과 같고
과일이 익어가는 냄새와도 같으며 또는 반딧불이의
반짝이는 빛과도 같습니다.
이러한 모든 것들은 화학적 반응이 일어나는 감각적 단서입니다.
불의 특성은 여러 감각을 동시에 자극한다는 것이지요.
물리적인 것에서 생생한 경험을 만듭니다.
연소는 감각의 경험을 만듭니다. 연료, 열과 산소를 이용해서요.
모닥불 안에서 통나무가 발화점에 도달되었을 때
통나무의 세포벽은 분해되고 당과 다른 분자들을
공기로 방출시킵니다. 이 분자들은
공중의 산소와 반응하며 이산화탄소와 물을 만듭니다.
동시에 통나무 안에 있던 물은 증발하고, 팽창하고,
주위의 나무를 부수고는 멋진 탁탁 소리를 내며 빠져나갑니다.
불의 온도가 높아질수록 이산화탄소와 수증기는
커진 연소로 인해 더 많이 만들어집니다. 그것은 위로
올라갈수록 밀도는 낮아지고 얇은 기둥으로 상승합니다.
중력은 이러한 확장과 불길을 만드는데
불꽃의 점점 가늘어지는 특성을 만들지요.
중력이 없으면 분자는 밀도에 따라 분리되지 않으며
불꽃은 전혀 다른 모양을 띠게 됩니다.
우리는 이 모든 것을 볼 수 있는데
연소는 빛도 발생시키기 때문입니다.
분자는 가열되면 빛을 방출하고
빛의 색은 분자의 온도에 따라 결정되지요.
가장 뜨거운 불꽃은 하얗거나 파랗습니다.
불 속 분자의 종류 또한 불꽃 색에 영향을 미칩니다.
예를 들어, 통나무 속의 반응하지 않은 탄소 분자는
조그마한 검댕의 무리를 만드는데 검댕들은
불꽃 사이로 날아가며 밝은 주황색의 빛을 방출합니다.
모닥불을 볼 때 나는 빛이죠.
구리, 염화 칼슘, 염화 칼륨 같은 물질들은
그 특징적인 색깔을 더하여 섞을 수 있습니다.
다채로운 불꽃은 두고 불은 또한 타면서 계속하여 열을 냅니다.
열은 불꽃이 계속되게 하지요.
연료를 발화점이나 발화점 이상으로 유지함으로써요.
그렇지만 가장 뜨거운 불도 결국
연료나 산소가 바닥나면 꺼집니다.
그러고 나면 춤추던 불꽃도 마지막 쉬익 소리를 내고는
한 줄기 연기와 함께 사라집니다.
마치 그곳에 없었던 것처럼요.
