안녕하세요. 김경태 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주의 기원에 대한 가설은 뭐가있나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1. 빅뱅 이론: 가장 널리 받아들여지는 가설 중 하나로, 우주는 약 138억 년 전에 폭발적으로 확장하고 형성되었다고 주장합니다. 이론에 따르면 초기에는 모든 에너지와 물질이 한 점에 집중되어 있었고, 폭발 이후 우주가 계속해서 팽창하고 있는 것으로 추정됩니다.2. 스티디 스테이트 이론: 우주는 끝없이 확장하고 있는 대신, 계속해서 동일한 상태로 지속된다는 이론입니다. 이론에 따르면 우주는 무한히 큰 규모에서 동일한 모양과 분포를 유지하며, 확장이나 수축하지 않는다고 주장합니다.3. 인플레이션 이론: 우주 초기에 매우 짧은 시간 동안 급격한 팽창이 일어났다는 이론입니다. 이 팽창은 매우 빠른 속도로 일어났지만, 그 이후에는 빅뱅 이론에 따른 확장이 이어져왔습니다. 인플레이션 이론은 우주의 구조와 미세한 온도 변동 등을 설명하는 데 도움을 줍니다.
기계공학
Q. 전투기가 음속 돌파할때 소닉붐이 일어나잖아요 그때 엔진소리는?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.네, 전투기 파일럿은 소닉붐이 일어나는 순간부터 뻥 소리가 발생하는 속도를 초과하기 때문에 전투기의 엔진소리를 듣지 못합니다. 소닉붐은 비행체가 음속을 초과할 때 발생하는 충격파입니다. 이 충격파는 비행체 주위의 공기를 압축시키고 이러한 압축된 공기가 확장하면서 소리와 함께 출현하는 도넛 형태의 구름을 만듭니다.전투기 파일럿은 소닉붐이 발생하기 전에 비행체를 음속보다 빠르게 움직이도록 합니다. 이를 통해 파일럿은 전투기의 엔진소리를 듣지 못하지만, 소닉붐이 발생할 때까지 비행체를 안전하게 조종할 수 있습니다. 소닉붐은 비행체가 음속을 초과할 때 발생하기 때문에, 비행체가 음속을 초과하면 소리가 뒤처지게 되고, 따라서 파일럿은 전투기의 엔진소리를 듣지 못하게 됩니다.소닉붐은 비행기가 음속 이상의 속도로 비행할 때 발생하는 현상이기 때문에, 민간 항공기에서는 음속 이하의 속도로 비행하도록 규정되어 있습니다. 이는 소음과 지진 등의 문제를 예방하기 위한 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 사탕이 녹는 현상은 어떤 과학적 원리인가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.사탕이 녹아 없어지는 것은 용해라는 과정에 의해 발생합니다. 사탕은 일반적으로 설탕과 같은 당분을 주성분으로 가지고 있습니다. 당분은 물과 상호 작용하여 분자 수준에서 혼합되는 과정인 용해를 일으킵니다. 물 분자와 사탕의 성분 분자들이 서로 상호 작용하면서 사탕이 물에 용해되고 녹아 없어지는 것입니다. 사탕이 녹아 없어지는 것은 산화라는 과정에도 영향을 받을 수 있습니다. 사탕은 종종 산소와 반응하기 쉬운 성분들을 포함하고 있습니다. 예를 들어, 사탕에는 설탕의 카르보네이트 그룹이 존재하며, 이는 공기 중의 산소와 반응하여 산화될 수 있습니다.
화학
Q. 전기를 송전할때 전압을 왜이렇게 높게 보내나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.전력은 전압과 전류의 곱인 전력 소비량으로 표현됩니다. 즉, 일정한 전력을 전송하기 위해서는 전류를 낮추고 전압을 높이는 것이 가능한 경우에는 효율적입니다.고압으로 전력을 전송하면서 낮은 전류를 사용하는 이점은 두 가지입니다. 첫째, 전압이 높아지면 전선의 전류 손실이 감소합니다. 전선의 전류 손실은 전선의 저항에 의해 발생하는 열로 인해 일어납니다. 전압을 높이면 전류가 낮아져서 저항에 의한 열 손실이 줄어들게 되어 전력 손실을 최소화할 수 있습니다.둘째, 전압을 높이면 전력을 전송하는 동안 발생하는 에너지 손실을 감소시킬 수 있습니다. 전력 손실은 전송 중에 발생하는 열 손실로 인해 발생하는데, 전압을 높여 전류를 낮추면 이러한 열 손실을 줄일 수 있습니다. 이는 전력의 효율적인 이용을 가능하게 합니다.
화학
Q. 삼투합 효과가 어떤 현상 인가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.일반적으로 식물의 뿌리는 물과 함께 주위의 토양 속의 영양분을 흡수합니다. 그런데, 토양 속의 물은 일반적으로 뿌리의 표면으로 향하는 경향이 있습니다. 이때, 토양 속에 있는 미세한 입자들이 뿌리 주변에 존재하면, 뿌리에서 흡수되는 물과 함께 이동하게 됩니다. 이와 같이 물과 함께 입자가 이동하는 현상을 삼투합효과라고 합니다.소금 어쩌구라고 언급하신 부분은, 삼투합효과를 설명할 때 종종 언급되는 예시 중 하나일 수 있습니다. 예를 들어, 토양 속에 고농도의 소금이 포함되어 있다면, 식물의 뿌리는 물과 함께 소금도 함께 흡수하게 됩니다. 그 결과, 뿌리 내부의 물 농도가 증가하면서 물질의 이동이 일어나고, 이는 삼투합효과로 설명될 수 있습니다.
토목공학
Q. 옛날에 배를 만들 때 방수는 어떻게 했나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.옛날 배들에서는 나무로 만들어진 배들이 많았습니다. 이런 경우 보통은 나무와 나무 사이를 연결하기 위해 살포리라는 것을 사용했습니다. 살포리는 벌목한 나무를 쪼개서 얻어진 목재의 가장 바깥 부분을 이용해 만든 가느다란 줄자 모양의 목재로, 이를 배의 몸통과 목재 간의 간격으로 채워 방수 처리를 했습니다. 살포리는 이어지는 목재들 사이에 밀착되어 물이 새지 않도록 방지해주는 역할을 하였습니다.
전기·전자
Q. 자전거는 누가 처음 민들었을까요
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.자전거의 초기 형태는 여러 사람들에 의해 독립적으로 개발되었기 때문에 정확한 "첫 번째" 발명자를 특정하기는 어렵습니다. 그러나, 1817년에 칼 루트비거라는 독일 공학자가 개발한 "드라이스키타"라는 기기는 현대 자전거의 선구자로 여겨집니다. 이 기기는 두 개의 바퀴와 핸들을 가지고 있었으며, 사람이 발을 푸시하여 움직이는 방식이었습니다.
생물·생명
Q. 호수나 유속이 느린 하천에서 발생하는 물꽃현상이라는 것은 무엇인가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.물꽃현상은 수면 위에 물속 식물이 대량으로 번식하여 모여 표면을 덮게 되는 현상을 말합니다. 이는 일반적으로 호수나 유속이 느린 하천에서 관찰됩니다.물꽃현상은 과도한 영양분이 물에 존재하는 경우 발생할 수 있습니다. 이런 영양분은 농업, 도시 폐수, 비료 사용 등으로 인해 물에 유입될 수 있습니다. 이 영양분은 물 속 식물인 조류나 수중식물의 성장을 촉진시킵니다.물꽃현상이 발생하면 물 표면을 덮고 태양의 광합성을 억제하여 수중 생태계에 영향을 줄 수 있습니다. 물 아래에 있는 식물들은 햇빛을 받지 못하고 산소 부족으로 생존에 어려움을 겪을 수 있습니다. 또한, 물꽃현상은 물의 투명도를 낮추고, 수면 아래에 있는 동물들의 이동과 생활 환경에도 영향을 줄 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 달도 낮과 밤이 지구처럼 있나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.아니요, 달은 지구처럼 낮과 밤이 구분되는 것은 아닙니다. 지구의 낮과 밤은 지구의 자전과 태양의 위치에 의해 결정됩니다. 달은 지구 주변을 공전하면서 항상 같은 한쪽을 향하고 있습니다. 이를 "락킹" 또는 "결속된 자전"이라고 합니다. 그렇기 때문에 달의 한쪽 절반은 항상 지구에서 볼 수 있고, 다른 한쪽 절반은 항상 지구에서 볼 수 없습니다. 달은 일정한 시간 동안은 지구의 일부분에서 볼 수 있고, 그 시간 동안은 "달의 밤"이 됩니다. 이후 다른 지역에서 달이 보이게 되면 "달의 낮"이 됩니다.
생물·생명
Q. 염생식물은 실제로 소금을 먹고 성장하는 식물인가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.염생식물은 염분이 많은 환경에서 자라는 식물로 알려져 있습니다. 그러나 염생식물은 실제로 물과 소금을 먹고 성장하는 것은 아닙니다. 대신, 염분이 있는 환경에서도 생존하기 위해 특정한 적응 메커니즘을 갖고 있습니다.염생식물은 염분이 농도가 높은 토양이나 물에서 생활하며, 뿌리나 잎의 특수한 구조 및 생리학적 조정을 통해 염분을 처리하고 배출합니다. 이러한 적응은 염분의 농도를 조절하거나 염분을 토양으로부터 제거함으로써 성장을 지원합니다.영샘식물은 염생식물과는 다른 개념입니다. 영샘식물은 물 속에서 성장하는 식물로서, 흙 대신 물에 뿌리를 내리고 영양분을 물에서 흡수합니다. 따라서 영샘식물은 소금을 필요로하지 않습니다. 염생식물은 염분이 있는 환경에서 성장하는 반면, 영샘식물은 물 속에서 성장합니다