안녕하세요. 김경태 전문가입니다.
화학
Q. 물과 기름은 왜 섞이지 않는건가요
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.물과 기름이 서로 섞이지 않는 이유는 물과 기름의 분자 구조가 서로 다르기 때문입니다. 물은 극성 분자이며, 기름은 비극성 분자입니다.물 분자는 전하가 분산되어 있으며, 양쪽 끝에 부분적인 음전하와 양전하가 존재합니다. 그리고 이러한 극성 분자들은 서로 화학적으로 결합하고 섞일 수 있습니다.하지만 기름 분자는 전하가 분산되어 있지 않으며, 전자가 고르게 분포되어 있습니다. 이러한 비극성 분자들은 서로 화학적으로 결합하거나 섞이지 않는 경향이 있습니다. 이에 따라 물과 기름은 서로 섞이지 않고, 분리되어 존재하게 됩니다.
토목공학
Q. 대형선박의 배 밑바닥은 왜 모두 빨간색이 칠해져 있나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다. 빨간색은 부식 방지에 도움을 줍니다. 대형선박은 물에 장기간 노출되어 부식의 위험이 있습니다. 빨간색은 바닷물에 존재하는 해양 생물들이 배의 밑바닥에 부착되는 것을 어렵게 만듭니다. 이는 선수페인트로 알려진 특수한 부식 방지 도장으로 달성됩니다.빨간색은 가시성을 높여 안전에 도움을 줍니다. 밤에 선박이 이동할 때, 배의 밑바닥이 빨간색으로 칠해져 있으면 수중에서 선박의 위치를 더 잘 파악할 수 있습니다. 이는 다른 선박들과의 충돌을 방지하고 안전운항에 기여합니다.
전기·전자
Q. 슈퍼크루즈 비행이 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.슈퍼크루즈 비행은 항공기가 초음속 이상의 속도로 비행하면서 지구 상층 대기권을 통과하는 것을 말합니다. 이는 기존의 상업 항공기가 비교적 낮은 고도에서 운항하는 것과는 다릅니다.슈퍼크루즈 비행은 보통 고도 20,000m 이상에서 이루어지며, 초음속 비행 속도에 도달합니다. 이를 통해 항공기는 기존보다 훨씬 빠르게 목적지에 도달할 수 있습니다. 일반적인 상업 항공기의 비행 속도는 음속의 약 0.8배인데 비해, 슈퍼크루즈 비행은 음속 이상의 속도, 즉 초음속을 달성합니다.
생물·생명
Q. 1년이 365일하고도 0.25일이라던데 왜그러죠
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1년은 실제로 정확히 365일이지만, 지구가 공전하는 데 걸리는 시간은 약 365.25일입니다. 이 차이 때문에 윤년이 도입되었습니다.일반적으로 매년 2월은 28일까지이지만, 윤년인 경우 2월에 1일을 추가하여 29일까지 만듭니다. 이렇게 윤년을 도입하는 이유는 지구의 공전 주기와 달의 주기를 조정하기 위해서입니다.지구가 공전하는 데 걸리는 시간이 약 365.25일이기 때문에 4년마다 0.25일씩 쌓이게 됩니다. 4년마다 1일을 추가하면 이 "남는" 0.25일을 보상할 수 있습니다. 이렇게 윤년을 도입함으로써 우리는 지구의 공전 주기와 달의 주기를 조금 더 정확하게 맞출 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 빛을 내는 행성들이 어마어마하게 많은데도 우주는 왜 새까맣게 보일까요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.우주가 왜 새까맣게 보이는지에는 몇 가지 이유가 있습니다. 첫째로, 빛은 행성과 다른 천체들 사이를 여행하는 동안에도 소멸하거나 흩어지기 때문입니다. 빛은 직진하며, 빛이 우리에게 도달하기까지의 거리가 아주 멀기 때문에 많은 빛이 우주의 빈 공간에서 사라지거나 흩어집니다.둘째로, 우주는 광선이 없는 빈공간으로서, 우주의 대부분은 어둡습니다. 별과 행성은 빛을 발하는 천체이지만, 그 양이 우주의 크기와 넓은 영역에 비해 아주 작기 때문에 우주 전체적으로는 어둡게 보입니다.마지막으로, 우리가 지구에 있는 한 우주의 일부분만을 관찰할 수 있기 때문에 우주 전체를 볼 수 없습니다. 우리가 볼 수 있는 우주는 매우 한정된 영역이며, 그 외의 넓은 우주는 우리로서는 볼 수 없는 것처럼 보입니다.
토목공학
Q. 대형 선박의 하단의 앞부분은 왜 볼록한가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.대형 선박의 하단 앞부분이 볼록한 이유는 수중 저항을 줄이기 위함입니다. 이 부분을 "선 마루" 또는 "보우"라고도 합니다.선박이 수면 아래로 이동할 때, 수중에서 압력이 생성됩니다. 볼록한 선 마루는 이 압력을 분산시켜 선박의 전방으로 흐르는 물의 저항을 최소화합니다. 이는 선박의 속도를 향상시키고 연료 소비를 줄일 수 있는 효과를 가지며, 항해 효율성을 높여줍니다.또한, 볼록한 선 마루는 파도와 바람에 의한 외부 자극에 대한 안정성을 제공합니다. 파도가 선박에 부딪히는 경우, 볼록한 형태는 파도의 에너지를 흩뿌리고 선박을 안정시킵니다. 마찰을 줄여 선박이 파도를 효과적으로 통과할 수 있도록 도와줍니다.
생물·생명
Q. 상동염색체 비분리의 경우 어떤질병이 발생하나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.상동염색체 비분리는 염색체의 특정 부분이 분리되지 않고 함께 유지되는 유전적 상태를 말합니다. 이로 인해 특정 질병이 발생할 수 있습니다. 가장 잘 알려진 상동염색체 비분리는 엑스트라 21번 염색체로 인한 다운 증후군입니다. 다운 증후군은 지적 장애, 근육 조절 문제, 얼굴과 손가락의 형태적인 변화, 심장 결손, 소화기 이상 등 다양한 증상을 일으킬 수 있습니다.또한, 상동염색체 비분리는 다른 염색체에도 발생할 수 있으며, 이는 다른 유전적 질환과 관련될 수 있습니다. 예를 들어, 상동염색체 비분리로 인해 유전적으로 유발되는 유전자 변이는 난청, 심장 이상, 정신 발달 지연, 유전성 암 등 다양한 질병과 연관될 수 있습니다.
생물·생명
Q. 왜 인간은 동물들에 비해 갓 태어났을 때부터 성장이 매우 느린가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.인간이 태어날 때부터 성장이 느린 이유는 인간의 뇌와 몸이 복잡하게 발달하기 때문입니다. 인간은 다른 동물들과 달리 뇌가 크고 복잡하며, 더욱 복잡한 인간 사회에서 살아야 하기 때문에 태어날 때부터 아직 발달하지 않은 뇌와 몸을 가지고 태어납니다.인간은 태어난 후 뇌와 몸이 점차적으로 발달하면서 성장합니다. 뇌의 발달은 특히 느리게 일어나며, 뇌의 발달이 완성되는 시기는 약 20여년 정도로 매우 오래 걸립니다. 이러한 느린 성장의 결과로 인간은 태어난 후 상대적으로 취약해지며, 장기간 돌봐줘야 하는 수고로움이 있습니다.
생물·생명
Q. 다운증후근의 발생하는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.다운 증후군은 보통 엑스트라 21번 염색체를 가진 개인들에게서 발생하는 유전적 이상으로 인해 생기는 유전적 질환이며, 이러한 이상은 주로 유전적인 문제로 인해 발생합니다.일반적으로 인간의 세포는 46개의 염색체를 가지고 있으며, 이 중 23번 쌍은 아버지와 어머니로부터 각각 하나씩 전달됩니다. 그러나 다운 증후군 환자의 경우, 엑스트라 21번 염색체 하나가 추가로 전달되어 총 47개의 염색체를 가지게 됩니다. 이러한 엑스트라 21번 염색체는 일반적으로 엄마의 나이가 많을수록 더 자주 발생합니다.이러한 엑스트라 21번 염색체 때문에 생기는 이상은 생리학적인 문제를 일으키며, 지적 장애, 근육 조절의 문제, 얼굴과 손가락의 형태적인 변화, 심장 결손, 소화기 이상 등의 증상을 일으키기도 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 4차원 이상의 차원들은 무엇으로 불리나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.4차원 이상의 공간은 "다차원 공간" 또는 "다차원 융합공간"이라고 불립니다. 이러한 다차원 공간은 우리가 평소에 경험하는 3차원 공간을 넘어선 개념적인 수학적 공간입니다.과학은 수학적 모델링과 이론을 통해 다양한 차원의 공간을 탐구하고 있습니다. 현재로서는 이론적으로는 10차원 이상의 공간을 다루는 것이 가능하며, 일부 물리 이론과 수학적 모델에서는 10차원 이상의 다차원 공간을 사용합니다.그러나 현실적인 의미에서 우리가 경험하는 우주는 3차원 공간과 1차원의 시간을 포함하는 4차원 시공간으로 기술됩니다. 물리학에서는 이 시공간의 특성과 움직임을 연구하고 이해하기 위해 다양한 이론과 실험을 진행하고 있습니다.