[한줄 요약] 수십 년간 물리학계의 난제로 남아있던 '스프링클러 회전 방향'에 관한 리처드 파인만의 이론이 새로운 실험을 통해 뒤집혔습니다.
2026년 7월 27일자 기사 기준,
천재 물리학자로 잘 알려진 리처드 파인만은 진지한 과학자였지만, 때로는 아주 엉뚱하고 재미있는 질문을 던지는 것을 즐겼습니다. '수학으로 가장 완벽한 점심 메뉴를 정할 수 있을까?'와 같은 질문들 말이죠.
그런데 최근, 물리학계에서는 파인만이 남긴 아주 흥미로운 미해결 과제 중 하나가 해결되었다는 소식이 전해졌습니다. 바로 '엉뚱한' 스프링클러의 물리적 원리에 관한 이야기입니다.
일반적인 S자 모양의 노즐을 가진 잔디용 스프링클러는 물을 뿌릴 때 일정한 방향으로 회전합니다. 그렇다면 만약 이 스프링클러를 수영장에 넣고, 물을 뿜어내는 대신 빨아들이도록 만든다면 어떻게 될까요? 회전 방향은 그대로일까요, 아니면 반대로 바뀔까요?
파인만은 프린스턴 대학원생 시절인 1940년대에 이 질문을 던졌습니다. 당시 그는 실험을 시도했지만, 결과는 모호했습니다. 이후 수십 년 동안 진행된 여러 실험에서도 실험 방식에 따라 회전 방향이 제각각이라는 상반된 결과들이 나타나며 미스터리로 남았습니다.
하지만 2024년, 뉴욕 대학교(NYU)의 연구팀은 이 오래된 이론들에 도전장을 내밀었습니다. 연구팀은 단순히 기존의 S자형 스프링클러를 넘어, 팔의 모양이 나선형이거나 반대로 굽은 등 아주 독특한 구조를 가진 일곱 가지의 '엉뚱한' 스프링뮬러를 직접 제작했습니다.
연구 결과는 놀라웠습니다. 기존에 지지를 받던 어니스트 마흐의 이론이나, 파인만 본인의 이론 모두 이번 실험에서는 힘을 쓰지 못했습니다. 연구팀은 '파인만과 그 추종자들의 생각이 틀렸다'라고 말할 수밖에 없었습니다.
결국 회전의 핵심은 노즐 끝부분이나 팔의 모양이 아니라, 물이 들어오는 중심축(hub)에 있었습니다. 이곳에서 유입되는 물이 충돌하고 소용돌이치며 발생하는 힘이 스프링클러의 회전을 결정짓는 것이었죠. 수십 년간 과학자들을 괴롭혔던 엉뚱한 질문이 마침내 명쾌한 물리적 원리를 찾으며 마침표를 찍게 되었습니다.