윷놀이 잘하는 법? 윷놀이에 숨겨진 과학적 원리 카오스 현상

윷놀이, 명절만 되면 온 가족이 모여 즐기는 전통놀이죠. 하지만 윷놀이판에서 매번 삼촌, 큰아버지에게 패배하며 좌절했던 기억, 다들 있으시죠? 윷놀이 고수들은 그저 운이 좋은 걸까요? 아닙니다! 윷놀이 고수들은 경험적으로 어떻게 던져야 하는지 알고 있기 때문입니다. 하지만 윷놀이에 이들도 모르는 숨겨진 과학적 원리가 있다는 사실, 알고 계신가요?

윷놀이와 비슷한 주사위 던지기

윷놀이는 주로 한국에서 명절 때 하는 놀이죠. 따라서, 윷 던지기에 대한 과학적인 연구는 그리 많지 않습니다. 다만, 윷놀이와 비슷한 주사위 던지기에 대한 연구는 상당히 많습니다. 과학자들은 던질 때마다 다른 숫자가 나오는 주사위에 관심을 가졌거든요. 아마도 승부욕이 강한 몇몇 과학자들이 몇 번 놀이에서 패배하고 나서 이렇게 생각했을지도 모릅니다. "주사위 눈금을 예측할 수만 있다면 내가 이겼을 텐데!"

주사위 던지기의 원리

주사위 던지기는 예측 불가능한 카오스적인 현상으로 알려져 있습니다. 하지만 놀랍게도 주사위 던지기는 어느 정도 예측할 수 있습니다. 우선, 주사위가 처음 던져질 때의 상태(초기 조건)에 따라 특정 눈금이 나올 확률이 높아집니다. 주사위의 운동을 수학적으로 분석한 결과, 주사위를 던질 때 가장 아래쪽 면의 눈금이 3이었다면, 3이 나올 확률이 높아집니다. 이는 2012년 <카오스> 학술지에 실린 논문에 실린 내용입니다.

또 한 가지는 던져진 주사위가 바닥에 떨어지는 순간 얼마나 큰 에너지를 잃는지에 따라 결정됩니다. 주사위가 에너지를 적게 잃으면 바닥에 떨어져 한참 동안 굴러갈 힘이 남아있는 셈이죠. 반면, 부딪히는 순간 에너지를 많이 잃으면 굴러갈 힘이 남아있지 않아 초기 상태를 유지할 확률이 높아집니다. 당구공을 생각하면 이해가 쉽습니다. 강한 에너지로 정면 충돌한 당구공은 제자리에 멈추지만, 살짝 빗맞게 되면 이리저리 굴러다니는 것처럼 말입니다. 주사위에서는 어떨까요? 높은 곳에서 떨어질수록 더 많은 에너지를 가지고 있기 때문에 어떤 눈금이 나올지 예측하기 어려워지게 됩니다.

윷 던지기의 원리

윷 던지기 역시 주사위 던지기와 마찬가지입니다. 처음 던져질 때의 상태(초기 상태)가 최종적으로 '도'가 나올지 '모'가 나올지에 영향을 줍니다. 또한, 던지는 높이 또한 중요합니다. 높이 던질수록 바닥에 부딪히는 순간의 속도가 커지거든요. 속도가 클수록 더 많은 에너지를 갖는 셈이고, 에너지가 더 많을수록 바닥에서 더 많이 굴러다니게 됩니다. 다시 말해, 윷을 높이 던지면 운동 에너지가 커져서 윷이 멈출 때까지 여러 번 굴러 예측이 어려워집니다.