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우주의크기는 어떻게 구한걸까요??
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.우주의 크기는 우주가 팽창할 떄의 허블의 법칙과 도플러 효과, 그리고 관측을 통해 구할 수 있습니다.우주의 팽창속도는 허블의 법칙에 따라 팽창하므로 73km/s/Mpc로 멀어지고 있습니다. 허블의 법칙은 거리가 멀어짐에 따라 팽창속도가 커진다는 법칙으로 1Mpc떨어진 거리에서 서로간 멀어지는 속도는 73km/s라는 의미입니다. 즉, 이에 따르면 우주의 끝은 우리로부터 빛보다 빠르게 후퇴하고 있습니다. 즉, 우리와 떨어진 항성(별)에서 부터 나오는 빛은 우주 팽창에 의한 도플러 효과로 적색편이가 일어납니다. 그래서 관측가능한 별 빛을 이용하여, 시간에 따른 파장 변화를 측정하여 별의 후퇴 속력을 알아낼 수 있습니다. 그리고 후퇴속력에 대해서는 허블의 법칙을 따르므로 73km/s/Mpc으로 후퇴속력을 나눔으로써 거리를 알 수 있는 것이죠. 이는, 관측가능한 별 빛에 대해 계산함으로써 가장 먼거리의 별 빛을 측정할 수 있으며, 이 것이 관측가능한 우주의 사이즈가 됩니다. 우주는 과거부터 현재까지 지속적으로 팽창하고 있습니다. 또한 현재 관측 가능한 우주의 크기는 지구 중심으로부터 관측 가능한 우주까지의 거리가 465억 광년(빛의 속도로 465억년 이동해야 갈 수 있는 거리)이라고 합니다. 직경 930억 광년이죠. 이는 관측 가능한 선 내에서 우주의 크기를 추정한 것으로 실제로는 더 클 수 있습니다. 우주는 굉장히 광활하며 아직 밝혀지지 못한 것이 너무나도 많습니다. 그래서 인류는 호기심을 가지고 우주를 이해하고 밝혀내려고 지속적인 연구를 하고 있죠.
학문 / 지구과학·천문우주
22.10.26
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양자컴퓨터를 쉽게 설명해 줄 수 있나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터를 초월하는 연산 속도를 가지고 있습니다. 양자 컴퓨터는 양자 중첩의 원리를 기반으로 큐빗(qubit) 체계를 사용합니다. 기존 컴퓨터는 bit 이진법 체계를 사용하죠. 기존 비트 체계로 2자리를 표현하는 방법은 00, 01, 10, 11 로 0, 1, 2, 3을 표현할 수 있습니다. 하지만 큐빗은 2자리를 동시에 중첩으로 표현하기 때문에 a l00>+b l01>+c l10>+d l11> 한번에 표현합니다. a, b, c, d는 lal^2+lbl^2+lcl^2+ldl^2=1이라는 관계가 있습니다. 또한 자릿수가 높아지면 높아질수록 비트체계보다 큐빗의 체계가 더욱 빠른 연산이 가능하죠. 왜냐하면 비트 체계가 각각을 하나하나 표현하여 연산할 때, 큐빗 체계는 한번에 연산하기 때문이죠. 그래서 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터를 초월하는 연산 속도를 가지고 있는것입니다.이러한 특징 때문에 양자컴퓨터의 장점은 암호해독에 아주 능하다는 것이죠. 그런데 코인과 같은 암호화폐는 기존 컴퓨터로 풀기 어렵게 되어있습니다. 하지만 양자컴퓨터가 등장하면 암호해독이 쉽게 가능하기 때문에 그런 이야기 나오는것입니다.
학문 / 전기·전자
22.10.26
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산으로 높이 올라갈수록 기온이 낮아지는 이유가 뭔가요
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.우리가 있는 지면 근처의 대기인 대류권은 태양으로 인한 열보다 지열의 영향을 많이 받습니다. 태양 에너지가 지면에서 반사가 일어나게 되는데, 이러한 열도 지면 근처에서 뜨겁고 상공으로 갈수록 차가워집니다. 그래서 산으로 올라갈수록 지열을 받는 양이 적어져 기온이 낮아지는 것이죠.
학문 / 지구과학·천문우주
22.10.26
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블루투스 기술은 어떤 원리로 가능한건가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.블루투스는 2402~2480MHz의 주파수를 사용하여 총 79개의 채널을 만들어 냅니다. 그리고 이러한 고주파를 저전력 전파로 발생시켜 블루투스 연결이 가능하게 합니다. 이 때 79개의 채널을 1초당 1600번 전송하는데, 패턴을 다르게 하여 전송하기 때문에 다른 주파수와 간섭을 최소화 하여 블루투스 연결을 하게 되는 것이죠..
학문 / 전기·전자
22.10.26
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생물계와 경제계를 수학으로 모델링해서 예측가능하게 할수 있는건가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.가능은 하지만 정확하다는 보장은 없습니다. 왜냐하면 통계적인 데이터를 기반으로 예측을 하기 때문이죠. 또한, 생물계 경제계의 경우 변수가 너무 많기 때문에 더욱 예측이 어렵습니다. 하지만 좋은 아이디어로 통계적 해석을 한다면 신뢰가 가는 예측이 될 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
22.10.26
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유아기 코딩교육은 어떤 형태가 좋은가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.유아기에게 코딩을 가르치기위해선 논리라는 것이 확립되어있습니다. 기본적으로 수학 논리 체계가 필요하죠. 하지만, 유아기 때에는 이러한 두뇌를 사용하는 것보다 사물을 만져보고 다양한 것을 보고 하는 것이 더 건강한 두뇌 발달에 도움이 될 듯 합니다.
학문 / 전기·전자
22.10.26
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하늘 색이 파란 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.하늘이 파란 이유는 대기(공기)에 의해 태양 빛이 산란되기 때문입니다. 공기(기체)에 의해 태양 빛이 산란 될 때 짧은 파장 영역대의 빛인 파란, 남색 ,보라 빛이 산란이 잘되는데, 이러한 빛이 우리 눈에 들어오기 때문에 하늘이 파랗게 보이는 이유입니다.산란이란 쉽게 생각해 빛의 경로가 바뀐다고 생각하시면 됩니다.
학문 / 생물·생명
22.10.26
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하늘에 이거 뭔가요??? 유성우? 별똥별????
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.신기하네요. 기사를 보아서 알게되었습니다. 하늘에 있는 구름에 있는 얼음 입자와 물이 빛을 반사하여 나타나는 현상이라고 합니다. 바다에 떠있는 어선에서 강한 빛이 나와 구름에서 반사되어 나타나는 현상이라고 합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.10.26
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우주는 무엇으로 형성되어 있나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.우리 우주는 빛을 포함한 물질(전자, 양성자, 중성자, 수소, 헬륨 등등)로 이루어져 있음을 관측하였으며, 이러한 관측에서 예상과 다른 측정 데이터를 얻었기에 암흑물질과 암흑에너지를 도입하여, 우리 우주를 구성하고 있음을 알아냈습니다. 하지만 아직 암흑물질과 암흑에너지는 어떠한 입자에 의해 생겨나는지는 모르며, 이 입자를 관측하려 많은 연구원들이 노력하고 있습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.10.26
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눈은 어떤 원리로 만들어지나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.구름은 수증기, 물로 이루어져 있습니다. 높은 상공에서 수증기가 병합되어 물이 되고 이 물방울들이 모여 빗방울 크기가 되면 떨어집니다. 그런데, 추운 겨울과 같이 기온이 낮을 경우에는 작은 수증기가 얼수 있으며, 얼게되면서 작은 눈이 됩니다. 또, 작은 눈 주변으로 수증기가 달라 붙으며(병합되어) 점점 눈의 크기가 커집니다. 그러다 어느 순간 무거워지게 되면 지면으로 떨어지며 눈이되는 것이죠. 즉, 이미 커져있는 물방울은 비로 보스보슬 내리지만 아직 떨어지지 않은 작은 눈덩이들이 뭉치며 커지는 순간부터 함박눈이 내리는 것이죠.
학문 / 물리
22.10.26
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