안녕하세요. 윤보섭 전문가입니다.
화학
Q. 금속원소와 비금속원소는 무조건 이온결합을 이루나요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.금속원소와 비금속원소가 반드시 이온결합을 이루는 것은 아닙니다. 대체로 금속원소와 비금속원소 사이에는 이온결합이 형성되는 경우가 많지만, 이들 사이에 공유결합이 형성되는 경우도 있습니다. 이는 결합을 이루는 원소들의 전기음성도 차이에 따라 달라집니다.예시로 드신 리튬과 탄소는 조금 복합적인 결합을 이루는데 리튬 원자가 탄소 원자와 공유결합을 형성하여 카바이드 이온(C₂²⁻)을 만들고, 이 카바이드 이온과 리튬 이온(Li⁺) 사이에 이온결합이 이루어지게 됩니다. 따라서 결과적으로는 이온결합이 형성되나 이는 리튬과 탄소의 직접적인 결합은 아니라고 할 수 있습니다.
화학
Q. NaOH수용액에 대해 잘 모르겠어요
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.1. NaOH가 들은 용액의 총량이 500g이라는 의미입니다.2. NaOH(aq)는 각각의 Na+와 OH-가 이온화되어 분리돼 있는 상태입니다.3. Na+(aq)는 수용액 상태에서의 Na+자체를 지칭합니다.
지구과학·천문우주
Q. 빛의 속도로 움직인다면 시간여행이 가능한가요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.이 질문의 답을 얻기 위해선 우선 아인슈타인의 상대성 이론을 알아야하는데요 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 따르면, 물체가 빛의 속도에 가까워질수록 시간은 그 물체에 대해 느리게 흐릅니다. 이 현상을 '시간 지연(time dilation)'이라고 합니다. 이 이론에 따르면, 빛의 속도(약 299,792 km/s)로 이동하는 물체는 사실상 시간이 멈춘 상태를 경험하게 됩니다. 그러나 현재의 물리 법칙에 따르면, 질량을 가진 물체가 빛의 속도에 도달하는 것은 불가능합니다. 빛의 속도에 가까워질수록 물체의 질량은 무한대로 증가하며, 이를 가속시키기 위해 필요한 에너지 역시 무한대가 되기 때문입니다.상대성 이론은 이론적으로 시간 여행의 가능성을 열어두긴 합니다만, 이는 과거로의 여행보다는 미래로의 여행 측면에서 더 가능성이 있습니다. 예를 들어, 매우 빠른 속도로 우주 여행을 한 우주선의 승무원은 지구에 남아 있는 사람들보다 느린 시간을 경험할 것입니다. 이는 '쌍둥이 역설(twin paradox)'로 알려진 상상 실험에서 자주 언급됩니다. 즉, 빛의 속도에 가까운 속도로 여행하는 것이 가능하다면, 이론적으로는 미래로의 '한 방향' 시간 여행이 가능할 것입니다.그러나 과거로의 시간 여행은 다른 이론적 모델, 예를 들어 '웜홀' 같은 개념을 통해서만 가능할 것으로 추측됩니다. 웜홀은 우주의 두 지점을 짧은 경로로 연결하는 가설상의 통로로, 과거로의 시간 여행을 가능하게 할 수 있다는 이론이 있지만, 이는 여전히 순수한 이론적 추측에 불과합니다.결론적으로, 빛의 속도로 움직이는 것이 이론적으로 시간 여행을 가능하게 할 수는 있으나, 현실에서 이를 실현하는 것은 현재의 과학 기술로는 불가능하다고 말할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 플랑크톤은 구체적으로 어떤 생물을 말하는 것인가요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.플랑크톤은 해양이나 담수에서 부유 생활을 하는 미세한 생물체들을 총칭합니다. 이들은 크게 식물플랑크톤(Phytoplankton)과 동물플랑크톤(Zooplankton)으로 나뉘며, 크기에 따라 나노플랑크톤, 마이크로플랑크톤, 메소플랑크톤 등으로 분류됩니다. 플랑크톤은 해양 생태계의 기초 식량 연쇄에서 매우 중요한 역할을 합니다. 플랑크톤에는 크게 식물플랑크톤(Phytoplankton)과 동물플랑크톤(Zooplankton)이 있는데 식물플랑크톤은 주로 광합성을 하는 미세한 조류로, 해양 및 담수 생태계의 기본 생산자 역할을 합니다. 이들은 태양 빛과 이산화탄소를 사용하여 산소와 유기물을 생산, 해양 생태계의 에너지 흐름을 시작하며 대표적인 식물플랑크톤으로는 남조류, 규조류, 유글레나류 등이 있습니다.동물플랑크톤은 주로 식물플랑크톤을 먹으며 살아가는 미세한 동물들입니다. 이들은 2차 소비자 역할을 하며, 크릴과 같은 더 큰 해양 동물의 주요 식량원 역할을 합니다. 동물플랑크톤에는 유생 단계의 갑각류, 윤충류, 프로토조아 등이 있습니다.
생물·생명
Q. 조류들도 사회적 행동을 하는 경우가 있나요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.조류들의 사회적 행동은 매우 다양하며 이러한 행동은 생존, 번식, 그리고 무리 내의 질서 유지와 같은 중요한 기능을 합니다. 몇 가지 예시를 들어보면 다음과 같습니다.무리 지어 날기: 많은 조류 종이 무리를 지어 날아가며 이는 에너지 효율성을 높이고, 포식자로부터의 보호, 그리고 이동 중인 먹이를 찾는 데 도움을 줍니다. 예를 들어, 기러기는 V자 형태로 날아가며 이는 공기 저항을 줄이고 에너지를 절약하는 데 도움을 줍니다.소통: 조류들은 소리, 몸짓, 그리고 깃털의 변화를 통해 서로 소통합니다. 이는 먹이의 위치를 알리거나, 위험을 경고하거나, 짝을 유혹하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 새들은 노래를 통해 영역을 표시하고 짝을 찾습니다.협동 행동: 일부 조류 종은 먹이를 찾거나 새끼를 키우는 데 협력합니다. 예를 들어, 펭귄은 새끼를 따뜻하게 하기 위해 서로 몸을 밀착시키며, 일부 까마귀 종은 함께 사냥을 하여 먹이를 나눕니다.영역 방어: 많은 조류가 번식기 동안 자신들의 영역을 방어합니다. 이는 소리를 내어 경고하거나, 싸움을 통해 이루어질 수 있습니다. 영역을 확보함으로써 적절한 번식지와 먹이 자원을 확보할 수 있습니다.집단 번식: 일부 조류는 집단으로 번식 구역을 만들어 서로 협력하며 새끼를 기르는 혜택을 누립니다. 이는 포식자로부터의 보호와 더 많은 번식 기회를 제공합니다.이주: 많은 조류 종이 계절에 따라 이주합니다. 이는 먹이, 번식지, 그리고 기후 조건에 따라 변화하는 것입니다. 이주 과정에서 조류들은 종종 대규모 무리를 이루어 이동하며, 이는 방향 찾기와 에너지 효율성 측면에서 이점을 제공합니다.
생물·생명
Q. 텃새의 경우 우리나라에서 겨울을 어떻게 나나요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.텃새들은 겨울을 나기 위해 주로 군집생활을 하게 됩니다. 예시로 까치나 방울새 등의 새들은 여름에는 번식을 위해 흩어져 살지만 가을부터 겨울까지는 수십마리 이상이 무리지어 겨울을 보내게 됩니다.
생물·생명
Q. 철새들이 이동할 때 먹이는 어떻게 먹나요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.철새들이 이동할 때 먹이를 찾는 방법은 여러 가지가 있으며, 종에 따라 다양한 전략을 사용합니다. 일반적으로 철새들은 장거리 이동 중에 에너지를 보충하기 위해 중간 중간에 멈춰서 먹이를 섭취합니다. 이러한 중간 정차지를 '중간 기착지'라고 하며, 이곳에서 충분한 먹이를 섭취하고 휴식을 취한 후 다시 장거리 이동을 계속합니다.
화학
Q. '힉스 입자'는 어떤 개념의 입자인가요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.힉스 입자를 이해하기 위해서는 먼저 "힉스 필드"라는 것을 알아야 해요. 힉스 필드는 우리가 사는 우주 곳곳에 퍼져 있는 보이지 않는 필드예요. 이 필드를 통해 다른 입자들이 움직일 때 마치 물속을 헤엄치는 것처럼 저항을 받게 되고, 이 저항이 바로 "질량"을 만들어내는 것이죠.그래서 힉스 입자는 이 힉스 필드를 만드는 입자예요. 마치 바다에 물결이 일 때 물의 움직임을 볼 수 있는 것처럼, 힉스 필드 내에서도 무언가가 일어날 때 그 현상을 우리는 "힉스 입자"로 볼 수 있어요. 즉, 힉스 입자는 이 보이지 않는 필드가 실제로 존재한다는 것을 실험적으로 보여주는 증거인 셈이죠.간단히 말해, 힉스 입자는 우리 우주에 있는 모든 것에 질량을 부여하는 역할을 하는 매우 특별한 입자라고 할 수 있어요.
생물·생명
Q. 사람이 새처럼 난다면 날개의 크기가 어느 정도 되어야 하나요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.사람이 날개를 달아서 날 수 있으려면, 날개의 크기는 사람의 몸무게와 날개의 효율성에 따라 달라집니다. 비행하는 동물을 관찰하고 그 원리를 이해함으로써, 우리는 날개의 필요한 크기에 대한 대략적인 추정을 할 수 있습니다.일반적으로, 비행에 성공하기 위해서는 날개가 생성하는 양력(lift)이 몸무게를 초과해야 합니다. 양력은 날개의 면적, 공기의 밀도, 비행 속도, 그리고 날개를 치는 각도에 따라 달라집니다.날개 면적과 관련해서는, 날개의 면적이 클수록 더 많은 양력을 생성할 수 있습니다. 하지만 사람의 몸무게는 대부분의 비행하는 새들보다 훨씬 무거우므로, 사람이 날기 위해서는 매우 큰 날개가 필요할 것입니다.대략적인 계산을 통해, 사람이 날기 위한 날개의 크기를 추정할 수 있습니다. 예를 들어, 약 70kg의 사람이 날기 위해 필요한 날개 면적을 계산해보면, 다른 조건들(비행 속도, 날개의 효율성 등)을 고려할 때 대략적으로 20~30제곱미터(㎡)의 날개 면적이 필요할 것으로 추정됩니다. 이는 매우 큰 면적이며, 실제로 사람이 이러한 크기의 날개를 가지고 자력으로 비행하는 것은 현실적으로 불가능합니다.
생물·생명
Q. 멸종 위기에 처한 새에는 어떤 것들이 있나요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.멸종 위기에 처한 새들의 목록은 지역, 국가 및 국제 보호 기구에 따라 다르며 시간이 지남에 따라 변동됩니다. 현재 멸종위기종의 새로는 붉은목도리앵무, 캘리포니아 콘도르, 호랑이새, 바다제비 등이 있습니다.