화성의 노을은 푸른색이라고 하던데 그이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.화성의 일몰을 맞이한 지점에서는 태양의 빛은 위로부터가 아니라 옆으로부터 비쳐지기 때문에 주간보다 길게 화성의 대기(먼지) 속을 진행하게 됩니다. 그러면 붉은 빛은 먼지에 부딪혀 초기 단계에서 산란해 버리는 한편, 먼지에 영향을 받기 어려운 청색 빛은 직진해 눈에 들어오게 되어 푸르게 보입니다.
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사람은 눈을 통해 어떻게 색을 인지할 수 있을까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.우리가 사물에서 보는 색은 정확히 말하자면 사물의 색이 아니다. 사물이 반사하는 스펙트럼의 영역입니다.빛이 눈으로 들어오면 수정체를 거쳐 망막을 자극하고, 망막과 수정체는 안구의 뒷면에 있으며 추상체와 간상체라고 일컫는 감광세포로 들어차 있습니다. 그중에서 추상체가 시각의 큰일을 도맡습니다. 각 안구에 12억 개의 추상체가 존재하는데, 엄청나게 민감할 뿐더러 빛과 어둠의 구분도 담당합니다. 하지만 색깔의 구분은 주로 간상체가 합니다. 간상체는 추상체만큼 많지는 않아서 각 수정체마다 600만 개 가량이 있는데, 대부분은 황반이라 일컫는 작은 중심점에 모여 있습니다. 대부분의 사람은 세 가지 다른 간상체를 지니는데, 각각 440, 530, 560나노미터로 다른 파장의 빛에 맞춰져 있습니다. 추상체의 3분의 2가량이 긴 파장에 맞춰져 있으므로 인간은 스펙트럼에서 차가운 색보다 따뜻한 색―노란색, 빨간색, 오렌지색―을 더 잘 볼 수 있습니다. 세계 인구의 약4 .5퍼센트가 간상체의 결함 탓에 색맹이거나 색약입니다. 완전히 파악되지 않았지만 색맹이나 색약은 대체로 유전이며 남성에게 더 많아 12명에 1명꼴입니다. 한편 여성은 200명에 1명이 색맹이나 색약입니다. ‘정상’적인 색각을 지닌 사람이라면 빛으로 간상체가 활성화되었을 때 신경계를 거쳐 뇌로 정보를 전달하고, 이를 색으로 해석합니다.
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얼음을 넣고 탄산음료를 따르면 거품이 나는 과학적 원리가 궁금해요.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.탄산음료에는 이산화탄소 가스가 녹아져 있습니다. 컵에 음료수를 따르면 이산화탄소 가스가 빠져 나와 거품을 만들어냅니다. 이때 이산화탄소 가스는 거친 표면에 더 많이 달라붙게 됩니다. 즉 표면이 거친 얼음에서 더 많은 거품이 생기게 되는 원인입니다.
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마약이라고 부르는 약의 성분은 어떻게 중독을 일으키나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.마약은 일반적으로 헤로인·코데인·메타돈·펜타닐 등의 아편류 약물과 흥분제인 코카인, 필로폰 등 각성제 계통의 암페타민류, LSD·PCP 등의 환각제로 나뉩니다. 아편류 약물은 금단증상이 비교적 뚜렷하며 약물 투여 후 6~12시간이면 불안, 불면, 한기, 각종 통증에 시달리게 됩니다. 약물을 더 많이 쓸수록 내성이 생겨 쾌감은 줄고 약물 사용량은 점차 늘려야 하기 때문에 결국 쇼크, 호흡정지 등으로 사망합니다.약물을 한 번이라도 사용하게 되면 배설과 같은 수준의 참을 수 없는 유혹에 시달리기 때문에 스스로의 힘으로는 절대로 빠져나올 수 없습니다. 필로폰도 사용한 뒤 2~4일이 지나면 불안감과 악몽, 무력감에 시달리고 12~18시간을 계속 자는 등 부작용이 심각하다고 합니다.마약은 때때로 심근경색과 뇌졸중을 유발하기도 합니다. 아편류 마약과 필로폰, 코카인 등이 대표적입니다. 또 신장 기능을 망가뜨려 돌이킬 수 없는 고통을 줍니다. 여성 중에는 체중 감소 효과를 믿고 사용했다가 후회하는 경우가 적지 않습니다. 안면 근육 위축으로 ‘이갈이’가 심해져 치아가 부서져 내리기도 합니다.
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치아에 크랙이 생길수 있다고 하는데요. 크랙이 생기는 대표적인원인이 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.치아균열(크렉)이 생기는 이유는 명확하지 않지만 평균 수명 증가로 치아를 오래 유지하면서 생기게 되는 문제로 보입니다. 오도독뼈나 게 껍데기, 오징어 등 딱딱하거나 질긴 것을 자주 씹는 것처럼 음식물을 씹을 때 생기는 스트레스가 집중되거나 누적돼 생깁니다. 이갈이가 있거나 치아 교합, 치아의 해부학적 특징 등도 영향을 미치는 것으로 보입니다
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화성의 물은 모두 어디로 사라진걸까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.화성의 물은 화성이 태양과 가까워지는 때 화성 지표면 온도 상승, 먼지 폭풍 등의 영향으로 물이 수증기가 돼 대기층으로 올라간 뒤, 지구처럼 자기장의 보호를 받지 못한 채 우주로 유실돼 버렸다는 것입니다. 물은 산소와 수소로 이뤄져 있지만 모든 수소 원자가 똑같은 것은 아닙니다. 대부분의 수소 원자는 원자핵 안에 양성자 1개로 이뤄져 있지만 극히 일부, 약 0.02%의 수소 원자는 핵 안에 양성자와 함께 중성자도 있습니다. 이를 중수소라고 합니다. 중성자가 없는 수소(경수소)는 중수소보다 훨씬 쉽게 화성 중력에서 벗어날 수 있습니다. 이 때문에 화성 대기엔 중수소가 더 많이 남게 됩니다. 그러나 현재 화성 대기의 중수소 비율로는 대기 탈출에 의한 물 손실량을 다 설명할 수는 없다고 합니다.연구진의 컴퓨터 시뮬레이션 결과, 초기 화성 물의 30~99%가 광물에 갇힌 형태로 지각에 묻혀 있을 수 있는 것으로 나타났다고 밝혔습니다. 추정 범위가 이렇게 넓은 것은 현재 화성 지각의 수분 함량에 대한 정보가 충분하지 못하기 때문입니다.
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흑점 폭발이 위성이나 생명체에 어떤 위협이 될까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.강력한 흑점 폭발이 발생하면 먼저 X선과 자외선 같은 빛이 약 8분 만에 지구에 도달합니다. X선은 지구 대기 상공에 이온화된 입자 층인 전리층의 전자밀도를 변화시켜 각종 통신장애를 일으킵니다. 전리층은 태양에서 오는 복사선과 먼 우주로부터 오는 복사선이 지구 상층대기의 구성 원자를 이온화시켜 생성됩니다. 지상에서 약 65㎞ 상공에서 최대 2000㎞까지 넓은 영역에 분포합니다. 약 2.3~3000메가헤르츠(㎒·1초당 100만 번 진동)까지의 단파장 대역의 전파는 전리층에서 반사되는 성질을 갖고 있는데, 이를 통신 등 다양한 산업에서 사용하고 있습니다.태양으로부터 오는 X선이 많아지면, 약 70~90㎞ 상공의 전리층의 두께가 변하게 됩니다. 각종 단파 통신은 물론 인공위성들의 전파시스템, 위치정보 시스템(GPS) 등의 신호가 지연되거나 손실되는 문제를 일으킵니다.태양폭풍이 지구까지 도달하는 시간은 최소 2~3일에서 최대 일주일까지 소요됩니다. 흑점 폭발 때 발생한 태양폭풍이 아무리 강력해도 지구 자기권을 통과해 지상까지 도달할 정도로 에너지가 세지는 않습니다. 대신 태양폭풍은 지구 자기권과 충돌해 지자기폭풍을 일으킵니다. 지자기 폭풍은 교류 전원을 사용하는 지구 전력 시스템에 직류 전원을 유도해 전력 송수신의 문제를 일으키게 되죠.
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일체형 배터리가 분리형 배터리 대비 좋은점이 무엇이 있을까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.일체형 배터리의 장점은 디자인, 안전성, 방수·방진, 교체주기로 인한 수명 등 네 가지로 압축됩니다. 첫 번째는 디자인입니다. 일체형 배터리를 채용하면 더욱 얇고 매끈한 디자인을 구현할 수 있습니다. 일체형에 들어가는 배터리는 보통 얇은 파우치로 덮인 반면, 탈착식은 딱딱한 알루미늄 캔에 들어갑니다. 이에 일체형 기기는 배터리에 구애받지 않고 자유롭게 설계할 수 있다는 장점이 있죠. 결국 그립감과 얇은 두께를 실현할 수 있습니다.두 번째는 안전성입니다. 일반적으로 일체형 배터리가 더 안전하다고 알려져 있습니다. 그 이유는 배터리를 교체할 필요가 없기에 기기 내부에 이물질이 유입되지 않기 때문이죠. 또 폭발의 위험에서 자유롭다는 지적도 나오는데요. 현 상황만 두고 보면 어폐가 있는 듯합니다.세 번째는 방수·방진 기능입니다. IP68 등급의 캡리스 형태 방수 스마트폰이 대중화되긴 했지만, 여전히 생활방수 수준이라는 것이 업계 중론입니다. 즉, 물놀이를 하거나 습기가 높은 곳에서는 방수 효과가 없다는 것을 뜻하죠. 여기에 배터리가 탈착식이라면 뒷판 이음매로 인해 방수 수준은 더 떨어지는 것은 당연한 것이죠.마지막은 배터리 수명인데요. 일체형 스마트폰의 경우 배터리 교체가 쉽지 않습니다. 이에 배터리 수명이 저하되면 기기 자체를 바꾸는 일이 발생하는데요. 일각에서는 일체형으로의 변화는 기기 교환을 유도하기 위한 기업의 꼼수라는 지적도 나오고 있습니다.
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제트기류는 어떻게 형성되고, 실생활에는 어떤 영향을 주는가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.제트기류는 하늘 위에 흐르는 공기의 흐름으로 바다의 해류처럼 공기의 흐름인 기류를 뜻해요. 그중에서도 제트기류는 대류권 상부 또는 성층권의 하부 영역에 좁고 수평으로 흐르는 강한 공기의 흐름입니다. 지상 9,000~1만 m 높이에서 불며, 풍속은 보통 100~250㎞/h 정도인 기류라고 하죠. 최대풍속은 500㎞/h에 이르기도 한답니다.차가운 공기를 머금고 있는 제트기류는 빠른 속도로 순환하며 찬 공기와 아래의 뜨거운 공기를 고루 섞어주고 지구의 대기를 순환시켜 온도를 조절하는 역할을 하는데요. 만약 제트기류가 없다면, 대기층이 골고루 섞이지 않아 지구의 온도는 부분적으로 너무 높거나 낮아질 수 있답니다. 즉, 제트기류는 지구의 온도조절을 위해선 필수적으로 필요한 기류인데요. 지구의 온난화와 제트기류가 무슨 연관이 있을까 생각하셨을 텐데요. 10월의 이른 추위는 지구온난화로 북극 빙하가 녹으면서 북쪽 한기를 막아주는 제트기류가 약해져 찬 공기가 아시아 쪽으로 많이 내려와서 일어난 현상입니다. 마지막 태풍이 지나간 후 태풍이 있던 자리로 제트기류가 내려와 추위가 이르게 생긴 것이죠.
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2019년에서 2020년으로 넘어가며 신재생에너지 생산량이 줄어드는 이유가 무엇인가요
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.2019과 2020년 상반기 재생에너지 생산량 감소는 두 가지 원인이 있습니다. 첫째로, 코로나19로 인해 경제활동이 침체되면서 에너지수요가 급격히 줄었지만, 재생에너지는 장기 고정계약 및 계통에 우선 접속하는 경우가 많아 다른 에너지원에 비해 상대적으로 적은 영향을 받은 것으로 나타났습니다. 둘째로, 단기적으로 중국과 유럽의 봉쇄로 태양광, 풍력 제품 생산에 차질이 생기거나 경매나 프로젝트 일정의 지연이 생기는 일들이 발생하였습니다. 하지만, 장기적으로는 코로나19의 여파가 사라지면서 재생에너지 산업과 보급이 활성화되고, 각국에서 경기 부양책으로 친환경적인 재생에너지 산업, 보급 확대를 추진하면서 다시 증가하였습니다.
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