레오나르도 다빈치 알죠? 그는 이미 500여 년 전에 왜 번개가 치면 천둥이 뒤따라오는지를 궁금했어요. 보통 사람들에게 왜 그런지 물으면 '빛의 속도가 소리의 속도보다 빠르기 때문'이라고 대답해요. 그러나 그건 번개와 천둥이 동시에 발생했을 때 얘기예요.

과학적으로 살펴보면 그건 틀린 대답이라는 걸 바로 알 수 있어요. 번개가 지나는 곳은 5000도까지 순식간에 온도가 올라갑니다. 그럼 번개 주변의 공기와 수분이 갑자기 기체로 바뀌어요. 높은 온도 때문이죠. 특히 물은 1g의 부피가 1㎖이던 것이 기체로 바뀌면서 순간적으로 2만2800배로 팽창해요. 그야말로 폭발인 거죠. 이 폭발음이 천둥이에요.

번개는 뭘까요? 번개가 전기 방전임을 처음 밝힌 사람은 벤저민 프랭클린입니다. 그는 1752년 천둥·번개 속에서 연을 날리는 위험한 실험을 했어요. 물질을 문지를 때 생기는 것과 번개가 똑같은 전기라는 사실을 밝히기 위해서였죠. 그는 금속 도선이 장치된 연줄 끝에 비단 리본을 매고 그 끝에 금속 열쇠를 달았어요. 번개가 치자 전기가 연줄을 타고 흘러 금속 열쇠가 전기를 갖게 됐어요. 그래서 번개가 전기불꽃이라는 사실이 밝혀졌어요.

프랭클린은 이를 이용해 피뢰침을 발명했어요. 그런데 프랭클린이 피뢰침을 만든 첫번째 인물은 아니에요.

수천 년 전에 지어진 스리랑카 중북부의 아누라다푸아 왕국 건물들에 이미 은이나 동으로 만든 피뢰침이 사용됐어요.

번개는 왜 생기는 걸까요? 번개구름은 아주 더운 날 뜨거운 공기가 위로 올라갈 때 생겨요. 이 뜨거운 공기는 물방울들을 아주 빠르게 구름 속으로 운반할 수 있어요. 이 물방울들과 구름 속의 작은 얼음 결정들이 소용돌이치면서 전기를 띠게 돼요. 그래서 구름 위쪽에는 플러스 전기가, 구름 아래쪽엔 마이너스 전기가 모이죠.

그러다가 땅에 플러스 전하가 많으면 구름 아래의 마이너스 전하가 내려가면서 땅 위의 플러스 전하를 끌어당겨요. 이때 플러스와 마이너스 전하가 갑자기 충돌하면서 격렬한 불꽃을 일으켜요. 그게 바로 번개예요. 때로는 비행기가 구름 속에서 번개를 일으키는 방아쇠 역할을 할 때도 있어요.

과학이 발달했어도 천둥과 번개는 여전히 두려움과 신비의 대상입니다. 번개는 강력한 힘이지만 아직은 그대로 버려지는 에너지입니다. 번개 연구를 계속 하다 보면 '번갯불에 콩 볶아먹는다'는 속담처럼 번개가 새로운 에너지로 쓰이는 날도 분명 오겠죠?

종이책 제공·어린이를 위한 세상을 바꾼 과학 이야기(글 권기균·그림 이창섭)