안녕하세요 성심껏 답변 드릴 김경렬 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 장영실이 만든 혼천의는 어떤 원리로 작동하는건가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.혼천의는 쉽게 말하자면 천체의 모형으로서 운행을 재현해 주는 것으로, 천체의 움직임을 알려 주는 많은 고리들이 달려 있는데, 바깥쪽부터 육합의(六合儀), 삼진의(三辰儀), 사유의(四遊儀)의 세 부분으로 이루어져 있읍니다.육합의는 둥근 모양으로 하늘(천구)을 나타낸 것입니다. 이 천구의 자리표에는 6방향의 방위 기점, 다시 말하면 수평면의 동서남북과 수평면과 수직으로 있는 천장과 맨 아래 땅을 가리키는 천저의 6개의 자리들을 세 개의 고리로 연결시켜 정하는 장치이고, 땅 위의 동쪽과 서쪽 방향을 나타내는 지평권, 남쪽과 북쪽의 자오권, 천장과 맨 아래 부분을 연결한 적도권을 잇는 3개의 둥근 고리를 각각 지평환, 자오환, 적도환이라고 부릅니다.육합의는 먼저 지평환을 고정시키고, 이 지평환과 수직되는 지점에 남북의 자오환을 고정시키고 자오환과 두 극의 중간 점에다 그것과 직각이 되도록 적도환을 고정시켜 놓습니다.삼진의는 해, 달, 별을 의미하는 고리들입니다. 해가 다니는 길을 나타내는 고리인 황도와 달이 다니는 길을 나타내는 백도를 적도와 관련시켜 놓읍니다.이 삼진의 안에도 자오권이 설치되어 있읍니자.황도와 적도는 24도를 이루게 하고 그 안에 달이 다니는 길을 의미하는 백도환을 설치했읍나다.이 고리들은 양극의 축을 회전축으로 하여 동쪽과 서쪽으로 돌아가게 되어 있으며 육합의 안쪽에 놓여 있읍니다.사유의는 천구상의 원들과 일치시킬 수 있는 둥근 고리입니다.어떤 방향으로도 돌릴 수 있게 되어 있읍니다.이것은 두 겹의 고리로 되어 있는데 여기에 각도를 측정하여 천체를 관측할 수 있도록 규형이 달려 있읍니다.사유의는 삼진의 안쪽에 설치되어 있읍니다.이러한 혼천의로 천체를 관측하려면 가장 먼저 혼천의를 수평으로 놓고 회전축이 천축과 일치하게 설치해야 합니다. 다음으로 삼진의를 동서 방향으로 돌려서 관측하려는 천구에 맞추어 놓고, 사유의를 돌려서 관측하려는 천체 방향으로 규형을 향하게 하여 그 천체를 겨눈 후 눈금 판과 각도를 읽으면, 그 천체의 자리 값을 알 수 있읍니다.
화학
Q. 스낵 과자를 포장하면서 충전할때 질소포장이라는게 있던데 질소로 충전하는 이유가 있나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.과자봉지에 질소충전을 하는데는 유통과정 중에 생길 수 있는 부패나 변질을 막기 위해서 입니다.일반적으로 음식은 산소와 만나면 쉽게 변질되거나 부패되기 때문에 음식과 접촉했을 때 화학적 반응성이 낮은 기체를 충전하여 산소와의 직접적인 접촉을 방지합니다.아르곤, 네온, 헬륨과 같은 비활성기체도 있지만 이들은 비싸기 때문에 일반적으로 쉽게 구할 수 있고 저렴한 질소를 많이 사용합니다.
지구과학·천문우주
Q. 블랙홀 안에 사람이 들어가면 어떻게 되나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.실제로는 말그대로 높은 중력에 의해 파괴되면서 빨려 들어갑니다.순식간에 운명을 달리한다고 볼수 있읍니다.
생물·생명
Q. 조개가 익을 때 입이 벌어지는 이유를 알고 싶어요.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.조개의 껍데기를 여닫는 운동은 껍데기의 뾰족한 부분이 있습니다.조개뒤쪽에 있는 검은 돌기인 인대와 껍데기 안쪽에 있는 패각근의 작용으로 일어납니다.여기에서 인대는 껍데기를 여는 작용을 하고, 패각근은 닫는 작용을 합니다.패각근과 껍데기 사이에는 교착 물질이 있습니다.그런데 이 패각근의 교착 물질은 열에 잘 녹는 성질을 가지고 있읍니다.그래서 조개가 열을 받으면 붙잡아 주는 힘이 사라져 조개를 삶으면 껍데기가 벌어지는 것입니다.그리고 죽은조개가 입이 벌어지는것도 패각근이 붙잡아주는 힘이 사라져 입이 벌어지는 것입니다.
토목공학
Q. 엄청난 폭우.. 이렇게 많은 비가 오는 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.1. 같은 고기압과 고기압의 사이에서는 기압골로 상승기류가 생기는 곳이 발생합니다. 그러면 국지적인 집중호우가 내릴수 있습니다.2. 지형적 요인에 의해 습기를 머금은 구름이 한곳에 머물가능성이 큽니다. 그럴경우 집중호우가 내립니다.3. 습기를 머금은 공기가 바라이 자는 지역에 멈추고 갑자기 온도가 변화가 생기면 집중호우가 생길 수 있습니다.4. 다른지역보다 무더워서 증발량이 많을 경우에 습기를 머금은 기단이 만나면 집중호우가 내릴수 있습니다.대처 방안으로는 나무를 많이 심는 것입니다. 땅에 나무나 풀이 많으면 빗방울이 떨어졌을 때, 표면의 흙이 쓸려 나가는 것을 막아 땅속으로 빗물이 많이 흡수될 수 있어 비 피해가 줄어듭니다. 또 다른 대책으로는 강폭을 넓게 해서 비의 양을 충분히 감당할 수 있도록 하거나 댐을 지어 강폭이 감당할 수 있는 만큼의 물을 흘려보냄으로써 홍수를 조절할 수 있습니다.