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잠은 왜 오고 얼마나 자야 좋은건가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.'어째서 생물은 잠을 자는가?' 라는 질문에 대해서는아직까지는 과학적으로 분명하게 설명할 수가 없습니다. 1. 깨어있는 동안에는 뇌가 움직이면서 정보를 처리하는데, 이것을 재정리하는 과정이라는 이론(뇌신경 휴식설)2. 성장과 복구에 관련된 호르몬이 주기마다 다르게 돕는다는 이론(호르몬 주기설) 대체로 위 두 가지가 현재의 통설입니다. 둘은 반대되는 개념이 아니고, 서로 양립하고 있습니다.둘을 합쳐서, 정보 처리가 한계에 다다라서 효율이 떨어지면 이를 복구하기 위해 경계 차원에서호르몬이 분비되고, 이에 따라 잠이 온다는 설도 있습니다. 하지만 잠은 인간의 3대 욕구인 식욕, 성욕, 수면욕 중에서도 가장 으뜸인 욕구입니다.인간이 2주 동안 성을 품지도 먹지 않아도 살 수 있지만, 2주를 자지 않으면 죽습니다. 외국에서 '사람이 잠을 안 자고 버티면 어떤 현상이 일어나는가' 에 대한 실험은 상당히많이 행해져 왔습니다. 2주는 고사하고 24시간 감시하며 피실험자가 3일 동안 잠을 자지않는 것을 확인했을 때, 그때부터 안구에 이상이 왔으며 정신이 붕괴 직전까지 도달했고,실험은 피실험자의 건강상의 이유로 중단되었습니다. 사람이 밥을 안 먹어서 억지로 굶어죽을 수는 있지만,잠을 자지 않으면 신체가 마음대로 정신을 빼서 말 그대로 '기절' 하는 수가 있습니다. 잠을 적게 자는 만큼 뇌 효율은 급격하게 떨어지고, 심장 질환이나 뇌졸중의 확률은급격하게 올라갑니다. 고혈압, 당뇨, 하지불안증 환자는 잠이 부족한 대한민국에서아주 흔하디 흔합니다. 실제로 공부를 잘하거나 엘리트로 살았던 사람들은 '운동과 휴식' 을 매우 강조했습니다.뇌도 근육과 같아서, 열렬히 사용한 뒤에는 적절한 휴식이 있을 때 효과가 증대됨을 알고 있었습니다. 그 유명한 나폴레옹도 적게 잤던 것으로 유명하지만, 하루 6시간은 반드시 잠을 잤다고 합니다.(그 유명한 워털루 전투에서도 잠을 잤다고 하더군요.) 시간은 깨어있을 때의 시간을 효율적으로 사용하는 게 중요합니다.억지로 잠을 줄이겠다는 것은,빈 장독에 구멍을 내서 그 안에 물을 들이붓는 경우밖에 되지 못 합니다.
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토목공학
23.02.07
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토성의 고리는 어떠한 물질들로 구성되어 있나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.보통 행성의 고리는 작은 얼음이나 바위 조각, 먼지 등으로 이루어져 있습니다.목성도 그러겠죠 토성의 고리는 그 중에서도 얼음 조각이 많아서 태양빛을 잘 반사시켜 눈에 잘띄지요.
학문 /
지구과학·천문우주
23.02.07
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위성이 추락하는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.중력 때문입니다. 하지만 대기권으로 들어오게되면 엄청난 속도와 마찰로 인해 지층에 오기 전에 다 연소되버립니다.
학문 /
지구과학·천문우주
23.02.07
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비행기는 어떻게 하늘을 날수 있을까요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.비행기의 중량을 공중에서 지탱하는 것은 날개(주날개)에 작용하는 양력이다. 비행기가 공기 속을 어떤 속도로 전진하면 그 속도와 같은 바람(공기의 흐름)이 날개에 닿는다. 이 공기의 흐름은 만곡(彎曲)이 큰 날개의 윗면을 통과할 때는 유속(流速)이 빨라지고, 만곡이 작은 아랫면에서는 유속이 느려진다. 베르누이의 정리에 따르면 유속이 증가하면 유체의 압력이 감소되고, 반대로 유속이 감소되면 압력은 증가된다. 그러므로 날개의 윗면에서는 부압(負壓:negative pressure)이 생겨서 날개를 빨아올리고, 아랫면에는 정압(正壓:positive pressure)이 생겨서 날개를 위로 밀어올려, 이 상하면의 작용이 합쳐져서 날개에는 상향(上向)하는 양력이 생긴다. 비행기가 일정한 속도로 수평비행을 할 때에는 날개의 양력이 기체(機體)의 중량과 균형을 잡는다.날개에 양력을 발생시키기 위해서는 비행기를 어떤 속도로 공기 속을 전진시켜야 한다. 날개의 양력의 크기는 속도의 제곱에 비례하며, 또 날개의 기류에 대한 받음각[迎角:angle of attack]이 커질수록 양력도 대략 그것에 비례해서 커진다. 비행기는 양력이 중량과 같아진 상태에서 수평비행을 하므로 빨리 비행할 때는 받음각을 작게 하고, 느리게 비행할 때는 받음각을 크게 해야 한다. 이와 같이 받음각을 크게 하면 양력은 대략 그것에 비례해서 커지지만, 받음각이 어느 한도를 넘으면 날개 윗면의 공기의 흐름이 표면의 점에서 벗어나 그 뒤의 기류가 흐트러진다. 그리하여 어떤 받음각을 넘으면 그 이상의 받음각을 증가해도 양력은 오히려 감소되고, 더구나 흐트러짐이 심해져서 날개로서의 기능이 나빠진다. 이러한 상태를 실속(失速)이라고 하며, 이때의 비행기 속도를 실속속도라고 한다.감사합니다.
학문 /
지구과학·천문우주
23.02.07
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에탄올과 메탄올을 차이는 뭔가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.알코올중에 분자가 탄소 분자 하나로 된 알코올이 메탄이고 두개로 된 것이 에탄올 입니다.메탄은 마시면, 실명하거나 죽습니다.에탄올은 술로 마실 수 있습니다. 때문에 술로 마실 수 있는 에탄올은 주정이라고 해서 순수한 에탄올을 팔고, 공업용 에탄올은 술로 마시지 못 하도록 불순물을 섞어서 팝니다. 공업용 에탄올 마시면 죽울 수 있습니다.주정과 공업용 에탄올의 큰 차이는 세금입니다. 주정에 세금이 더 많이 붙기 때문에 싼 가격의 공업용 에탄올로 술을 만들려고 하는 밀주 업자들이 있었는데, 밀주 마시고 실려가는 경우가 흔했습니다.
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화학
23.02.07
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현재 화성에 사람이 갔다 올수 기술이 있나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.아직 화성에 간 인간은 없습니다.그러나 앞으로 화성에 이주할 가능성을 계산중에 있기는 합니다.그러나 그것은 아주 먼 미래의 이야기이고, 당장은 실현 가능성이 매우 낮습니다.
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지구과학·천문우주
23.02.07
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하늘이 파란 이유가 있는걸까요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.바로 빛의 “산란” 입니다간단히 말하면 태양빛이 대기 중을 통과하면서 짧은 파장의 빛이 더 많이 산란되어 푸른색을 띠는 바로 이 짧은 파장의 빛 때문에 하늘이 파랗게 보이는 것인데요 태양빛이 지구로 들어오면서 자외선은 대기상층부 오존층에 의해 거의 대부분 흡수되고, 흡수되지 않는 자외선은 대기중의 입자나 분자들에 의해 산란됩니다.파장이 짧은 자외선이 가장 잘 산란되지만 사람의 눈에는 보이지 않기 때문에 가시광선 영역 중 산란이 가장 잘 되는 푸른빛이 보이기 때문이라고하네요 . 태양광선에 대해 좀 더 자세히 설명하자면, 태양 빛은 우리 눈에 보이는 빛의 영역인 가시광선, 우리 눈에 보이지 않는 적외선, 자외선 등으로 나뉘는데가시광선은 무지개를 떠올리면 쉬운데 빨강에서부터 보라색까지 연속된 빛의 영역을 말합니다. 빨강색 밖에 있는 파장이 긴 영역이 바로 적외선이고, 보라색 바깥쪽에 있는 파장이 짧은 영역이 바로 자외선에 해당된다.태양으로부터 오는 빛은 지구 대기 중의 입자들에 의해 산란된 다음 우리 눈에 들어옵니다. 대기 중의 입자들은 입자가 작을수록 낮은 파장의 빛을 더 잘 산란시키는데 대기를 구성하는 대부분은 질소와 산소 분자들로 태양의 가시광선 중에서도 특히 파장이 짧은 보라와 파란 빛을 훨씬 많이 산란시키게 됩니다. 그러나, 우리 눈은 보랏빛에 둔감하기 때문에 보라색 다음인 파란색 계열의 빛이 많이 들어와 하늘이 파랗게 보이는 것입니다감사합니다.
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지구과학·천문우주
23.02.07
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오로라가 생기는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.지구를 비롯한 대부분의 태양계 행성에서 극지방 가까이에서만 오로라가 나타나는 이유는자기장 때문으로, 태양에서 오는 태양풍이 지구 가까이에 오면 대부분 지구 자기장 밖으로 흩어지지만, 그 중 일부가 반 앨런대 에 붙잡혀서 북극 과 남극으로 모이게 됩니다.이것이 상층 대기와 충돌하면서 방전을 일으키는 것이 오로라입니다.열권에서 일어나기 때문에 대류권의 기상 현상에 가려지면 볼 수가 없게 됩니다.감사합니다.
학문 /
지구과학·천문우주
23.02.07
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남극의 빙하가 녹으면 지구는 어떻게 되나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.빙하는 북극에도 있고 남극에도 있지요. 북극의 빙하는 바다 위에 떠 있는 얼음덩어리이고 남극의 빙하는 거대한 남극대륙 위에 있는 것입니다. 부력에 의해 바다에 떠 있는 북극의 빙하는 다 녹아도 해수면이 오르지 않습니다. 팽창한 부피만큼 수면위로 떠있고, 녹아도 수면에 잠겼던 부분과 부피가 같기 때문에 수면 자체에는 변화가 없습니다. 처음부터 바다와 함께 있었으니까요.하지만 남극의 빙하는 이야기가 다릅니다. 남극의 빙하의 경우 땅 위에 얼어있기 때문에 그 빙하가 모두 녹아버리면 해수면이 급상승하게 됩니다. 대륙위에 녹아있던 얼음들이 녹아 바다로 흘러들어가면서 해수면이 상승하게 되는 것입니다.
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지구과학·천문우주
23.02.07
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태양은 대체 얼마만큼이나 큰건가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.태양의 크기는 매우 큰데요. 반지름은 지구가 1 cm인 경우 태양은 109.1 cm라고 합니다. 그리고 태양의 크기는 약 700, 000km 로 지구 반지름의 약 108배나 된다고 해요.
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지구과학·천문우주
23.02.07
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