답변 내역

태양은 별의 진화단계 중에서 주계열성에 속합니다. 주계열성인 별들은 중심에 있는 핵에서 수소핵융합 반응을 통해 에너지를 생성합니다. 수소핵융합반응은 4개의 수소 원자가 1개의 헬륨 원자로 융합되는 반응인데 이 과정에서 질량 결손이 일어나고 이 결손된 질량이 에너지로 전환되는 것입니다. 수소핵융합 반응에는 양성자-양성자 반응(p-p반응)과 탄소-질소-산소 순환반응(CNO순환반응)이 있습니다. p-p반응은 수소 4개가 순차적으로 융합되는 반응이고, CNO순환반응은 탄소, 질소, 산소가 촉매 역할을 하며 4개의 수소가 1개의 헬륨으로 융합되는 반응입니다. 반응의 에너지 생성 효율은 CNO순환반응이 훨씬 좋습니다.

태양이 빛을 내는 것은 중심핵에서 발생한 에너지가 빛과 열의 형태로 방출되기 때문입니다.태양의 중심핵에서는 4개의 수소원자가 결합하여 1개의 헬륨원자로 바뀌는 일이 일어납니다. 이를 수소핵융합반응이라고 합니다. 수소핵융합반응 과정에서 4개의 수소원자가 헬륨원자로 융합되는 동안 질량의 일부가 손실됩니다. 이를 질량결손이라고 합니다. 결손된 질량은 아인슈타인이 밝혀낸 E=mc^2라는 과정으로 에너지로 전환됩니다. 이때 발생되는 에너지의 양은 광속의 제곱에 비례하므로 적은 양의 질량결손에 의해서도 엄청난 양의 에너지가 발생합니다. 태양의 중심핵에서 핵융합에 의해 발생되어 방출되는 에너지는 지구에서의 측정으로 가늠해볼 수 있습니다. 지구의 대기권 밖에서 태양광선에 수직인 면이 빋는 에너지양을 측정한 후 이를 태양-지구 거리를 반지름으로 하는 구의 면적에 곱해주면 됩니다.우리는 이 태양 에너지를 직접적으로 간접적으로 이용합니다.직접적으로 이용하는 방법은 태양열 발전, 태양광 발전 등입니다.간접적인 방법은 태양 에너지에 의해 일어나는 현상들을 이용하는 것입니다. 위도에 따라, 또 지표의 상태에 따라 태양빛을 흡수하는 정도가 다릅니다. 태양빛으루흡수하는 정도가 다르면 온도도 달라집니다. 온도가 달라짐에 따라 구 위에 있는 공기의 온도도 달라지고 밀도도 달라집니다. 이로 인해 가열되어 가벼워진 공기는 상승하고 상대적으로 차가워진 공기는 무거워져 하강합니다. 하강한 공기는 지면을 따라 발산하며 상승으로 인해 공기가 부족해진 쪽으로 이동합니다. 이것이 바람이 부는 이치입니다. 따라서 풍력을 이용하는 것은 태양 에너지를 이용하는 것이 됩니다.바다 표면에 부는 바람은 바다 표면을 움직여 파도를 만들어냅니다. 따라서 파도를 이용하는 것도 태양 에너지를 이용하는 것입니다.우리가 먹는 채소는 광합성을 통해 물과 이산화탄소를 탄수화물로 바꿉니다. 동물은 이를 먹고 지랍니다. 따라서 우리가 음식을 섭취한다는 것은 태양 에너지를 섭취하는 것입니다.오리O에서 나오는 썬O이라는 과자의 광고에 "태양의 맛"이라는 문구가 있습니다. 예전에는 "태양을 먹는다"라고 했었는데.... 앞에서 말한 내용을 생각한다면 '태양을 먹는다'나 '태양의 맛'은 썬O에만 적용되는 것이 아니라 모든 음식물에 적용된다는 것이 제 생각입니다.

액체 1ml가 1g이라고 하는 것은 밀도와 관련된 문제입니다. 우리가 사용하는 밀도의 단위는 g/cm^3입니다. 따라서 밀도가 작은 물질과 큰 물질을 비교하면 같은 부피를 갖더라도 밀도가 큰 물질의 질량이 더 큽니다. 샴푸의 경우 밀도가 1보다 작기 때문에 부피는 500ml이지만 질량은 500g보다 작게 나오는 것입니다. 밀도와 비슷한 개념으로 비중이라는 것이 있습니다. 이것은 4°C의 물 1cm^3의 질량을 기준으로 한 것입니다. 즉 물보다 무거운가 가벼운가 하는 것입니다. 나무도막이 물에 뜨는 것은 밀도가 1보다 작기 때문이라고 해도 되지만 비중이 물보다 작기 때문이라고 해도 됩니다. 물보다 가볍기 때문이라고 말할 때는 질량이 아니라 비중이나 밀도의 개념을 적용한 것입니다.

제 생각에는 지구 온난화로 인한 식량위기는 반드시 옵니다. 물론 많은 과학자들도 같은 경고를 하고 있습니다. 그 이유를 몇 단계로 설명해보겠습니다.1. 지구 온난화로 인해 대륙빙하의 상당 부분이 녹게 됩니다. 빙하가 녹아서 생긴 물은 바다로 유입되고 이로 인해 해발 고도가 낮은 부분이 잠기게 됩니다.2. 대부분의 농경지는 해발고도가 낮은 지역에서 위치합니다. 따라서 해수면이 상승하면 농지가 침수되고 그로 인해 식량 공급에 차질이 생깁니다. 우리나라만 하더라도 대부분의 곡창지대는 서해안의 평야지대입니다.3. 해안 저지대가 침수되면 주거지가 사라집니다. 농경지와 주거지가 사라지면 이를 대체할 공간이 필요합니다. 결국 대체할 공간을 만들기 위해 조금 더 높은 산지를 개간해야 합니다. 이 과정에서 믾은 숲이 사라지게 됩니다. 숲은 산소 방출보다 이산화탄소 흡수효과에 주목해야 합니다. 이산화탄소를 흡수하는 숲이 사라지면 지구 온난화는 더욱 가속이 될 것이고 악순환은 이어질 것입니다.4. 다만 인구감소로 인한 효과가 식량부족 위기에 얼마나 영향을 미칠 지는 모르겠습니다.

항성의 진화과정은 철저하게 항성의 크기에 따라 달라집니다. 태양 정도의 질량을 가진 주계열성은 주계열성 단계를 지나면 적색거성을 거쳐 행성상성운을 형성하고 백색왜성으로 진화합니다. 태양보다 질량이 큰 주계열성을 적색초거성을 지나 중성자별이나 블랙홀로 진화합니다. 이 과정에서 적색초거성의 표면이 급격하게 부풀며 폭발하는 초신성이 나타나기도 합니다. 따라서 항성은 모두 동일한 진화과정을 거치는 것이 아니라 주계열성 단계의 질량에 따라 달라집니다.

물의 끓는점은 100°C이고 태양의 표면 온도는 약 6000°C입니다. 따라서 태양보다 큰 양동이에 물을 담아 태양에 붓는다고 해도 태양 표면에 닿기도 전에 모두 증발해버릴 것입니다.

집광력은 빛을 모으는 능력을 말합니다. 멀리 있는 천체를 관측하려면 희미하게 보이는 빛을 모아서 최대한 밝게 보아야 합니다. 빛을 모으는 능력은 망원경 중 빛을 받는 부분, 즉 대물렌즈(또는 포물경)의 크기에 따라 달라집니다. 집광력은 대물렌즈의 반지름의 제곱에 비례합니다. 밝은 곳에서 어두운 곳으로 들어가면 빛을 모으기 위해 동공이 확장되는 것과 같은 이치입니다.

천둥은 구름 사이에서 또는 구름과 지면 사이에서 전자가 급격하게 이동하는 과정에서 나는 소리입니다. 따라서 천둥이 치고 난 후 소리가 나는 것이 아니라 번개가 치고 난 후 천둥소리가 들리는 것입니다. 번개는 빛이라 전파속도가 300000km/초이고 천둥은 소리라 340m/초입니다. 번개가 천둥보다 약 900배 빨리 전파됩니다. 실제로 번개는 5000km 떨어진 곳이라도 0.016초면 도달하지만 천둥은 14.7초 걸립니다.

태양은 중심핵에서 4개의 수소가 융합하려 헬륨이 되는 수소핵융합반응을 통해 에너지를 방출하고 있습니다. 태양은 별의 진화단계 중 주계열성에 해당합니다. 별을 구성하는 성분은 75%가 수소, 25%가 헬륨입니다. 수소핵융합반응은 태양의 중심핵에서만 일어나며, 중심핵에 있는 수소가 모두 헬륨으로 바뀌면 주계열을 떠나 거성이 됩니다. 현재까지 알려진 태양의 나이는 약 50억 년입니다. 과학자들의 계산에 따르면 현재부터 중심핵의 수소가 모두 고갈되는 데 걸리는 시간, 즉 주계열에 머무를 수 있는 시간은 50억 년이라고 합니다. 태양이 주계열성이 된 후 떠날 때까지가 100억 년인 것입니다.

올해의 폭우는 예년과 달리 정체전선이 한 곳에 오래 머무르며 남쪽에서 유입되는 수증기가 북쪽에서 오는 찬 공기와 만나 많은 비를 만들었기 때문입니다. 정체전선의 이동은 지상의 기압 배치뿐 아니라 상공의 편서풍에도 영향을 받게 됩니다. 그리고 비 피해가 심한 것은 상류와 하류 지역에 동시에 내리기에 하류 지역에서 하천이 처리할 능력을 넘어가기 때문입니다. 배수로나 저수조 등을 충분히 준비하는 것이 필요합니다.