안녕하세요. 이동호 전문가입니다.
생물·생명
Q. 역사적으로 중요한과학적발견중에 가장혁신적인건 어떤것들이 있는지궁금합니다.
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.역사적으로 중요한 과학적 발견들은 인류의 지식과 이해를 크게 발전시킨 사건들입니다. 이 중 몇 가지 가장 혁신적인 발견들을 소개하겠습니다.뉴턴의 만유인력의 법칙 (1687): 아이작 뉴턴은 중력이라는 보편적인 힘이 모든 물체 사이에 작용한다는 것을 발견했습니다. 이는 천문학과 물리학의 기초를 마련했습니다.다윈의 진화론 (1859): 찰스 다윈은 '종의 기원'을 통해 자연 선택에 의한 생물 진화의 개념을 제시했습니다. 이 이론은 생물학의 기본 원리가 되었습니다.아인슈타인의 상대성 이론 (1905, 1915): 알버트 아인슈타인은 특수 상대성 이론과 일반 상대성 이론을 통해 시간과 공간의 개념을 혁신적으로 재정의했습니다.플레밍의 페니실린 발견 (1928): 알렉산더 플레밍은 페니실린이라는 최초의 항생제를 발견하여 의학 분야에 큰 변화를 가져왔습니다.DNA의 이중나선 구조 발견 (1953): 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭은 DNA가 이중나선 구조임을 밝혀내어 유전학의 중요한 발전을 이끌었습니다.이 외에도 수많은 중요한 과학적 발견들이 있으며, 각각이 인류의 지식과 기술 발전에 크게 기여했습니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구온난화로 지구가고통받는데 지구온난화원인은 뭔지 궁금합니다.
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.지구 온난화는 지구의 평균 기온이 산업 혁명 이후 지속적으로 상승하는 현상을 말합니다. 이 현상의 주요 원인은 온실가스의 증가로, 인간 활동이 크게 기여하고 있습니다. 주요 온실가스와 그 원인들을 살펴보겠습니다:이산화탄소 (CO2): 가장 주요한 온실가스 중 하나입니다. 주로 화석 연료(석탄, 석유, 천연가스)의 연소로 인해 발생합니다. 이는 전력 생산, 자동차 운행, 공장 활동 등 인간의 다양한 경제 활동에서 비롯됩니다.메탄 (CH4): 이산화탄소보다 온실 효과가 강하지만 대기 중 농도는 적습니다. 메탄은 쓰레기 매립지, 자연 가스 및 석유 산업, 그리고 가축의 소화 과정에서 주로 발생합니다.아산화질소 (N2O): 농업 활동, 특히 비료 사용으로 인해 발생합니다. 또한, 일부 산업 공정과 연소 과정에서도 발생합니다.불소계 온실가스: 공조 시스템, 냉장고, 소화제 등에서 사용되는 물질로, 매우 높은 온실 효과를 가집니다.지구 온난화의 추가 요인들산림 파괴: 산림은 이산화탄소를 흡수하는 중요한 탄소 저장고입니다. 산림을 벌채하면 탄소 흡수 능력이 감소하고, 벌채 과정에서 탄소가 대기 중으로 방출됩니다.토지 사용 변화: 농업, 도시화, 산업 활동으로 인한 토지 사용 변화도 온실가스 배출에 영향을 미칩니다.결과지구 온난화의 결과로, 극지방의 빙하가 녹고, 해수면이 상승하며, 날씨 패턴이 변화하고 있습니다. 이로 인해 홍수, 가뭄, 폭염, 식량 생산 변화 등 다양한 환경적, 경제적, 사회적 문제가 발생하고 있습니다.대응 방안재생 가능 에너지: 태양광, 풍력, 수력 등 재생 가능 에너지원의 사용 증가가 중요합니다.에너지 효율 향상: 건물, 교통수단, 산업 공정 등에서 에너지 효율을 높이는 것이 필요합니다.산림 보존 및 복원: 탄소 흡수원인 산림을 보호하고 복원하는 것도 중요합니다.정책 및 규제: 정부의 환경 정책과 규제가 온실가스 감축에 중요한 역할을 합니다.지구 온난화는 전 세계적인 문제이며, 이에 대한 해결책은 국제적인 협력과 개인, 지역사회, 국가 차원의 지속 가능한 노력이 필요합니다.
생물·생명
Q. 흔히말하는 돌연변이란게 무엇인지가 궁금합니다.
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다."돌연변이"는 생물학에서 중요한 개념으로, 유전자의 구조에 발생하는 영구적인 변화를 의미합니다. 이 변화는 DNA 시퀀스의 작은 변형에서부터 큰 구조적 변화에 이르기까지 다양한 형태를 취할 수 있습니다. 돌연변이에 대해 자세히 설명드리겠습니다.돌연변이의 유형점 돌연변이: 단일 염기쌍이 다른 염기로 바뀌는 경우입니다. 예를 들어, DNA 시퀀스에서 'A'가 'G'로 바뀌는 것과 같은 변화가 이에 해당합니다.삽입과 결실: DNA 시퀀스에 염기가 추가되거나 (삽입) 빠지는 (결실) 현상입니다. 이는 유전자의 읽힘 방식을 변경하여 단백질의 구조와 기능에 영향을 미칠 수 있습니다.중복: 특정 DNA 구간이 복제되어 같은 유전자가 두 번 이상 나타나는 현상입니다.염색체 재배열: 큰 규모의 DNA 조각이 이동, 반전, 복제되거나 다른 염색체와 합쳐지는 등의 변화를 겪는 것을 말합니다.돌연변이의 원인자연적 오류: DNA 복제 과정에서 자연스럽게 발생할 수 있는 실수입니다.환경적 요인: 방사선, 화학물질, 바이러스 감염 등 외부 요인에 의해 발생할 수 있습니다.생활 습관: 흡연, 과도한 알코올 섭취 등 일부 생활 습관이 돌연변이를 유발할 수 있습니다.돌연변이의 영향중성 돌연변이: 대부분의 돌연변이는 유기체에 아무런 영향을 미치지 않는 중성 돌연변이입니다.유익한 돌연변이: 진화 과정에서 유리한 특성을 제공하는 돌연변이는 생존과 번식에 도움을 줄 수 있습니다.해로운 돌연변이: 일부 돌연변이는 질병이나 발달 장애를 유발할 수 있습니다. 예를 들어, 특정 유형의 암은 돌연변이가 원인이 될 수 있습니다.결론돌연변이는 생물학적 다양성과 진화의 중요한 원동력이지만, 동시에 여러 질병의 원인이 될 수도 있습니다. 이러한 돌연변이의 이해는 유전학, 분자생물학, 진화생물학 등 다양한 과학 분야에서 중요한 역할을 합니다.
화학
Q. 결로로 인하여 거실에서 제습기 돌리는데 하루에 한통씩이나 물이 나옵니다 왜 그런가요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.결로 현상으로 인해 아파트 거실에서 제습기를 사용하시는데, 하루에 한 통씩 물이 차는 것은 여러 요인에 의해 발생할 수 있습니다. 주요 이유들을 살펴보겠습니다.고습도 환경: 아파트의 위치, 계절, 혹은 기타 환경적 요인으로 인해 실내 습도가 매우 높을 수 있습니다. 고습도 환경에서는 제습기가 더 많은 물을 수집하게 됩니다.제습기의 효율성: 사용하시는 제습기가 특히 효율적일 수 있습니다. 고효율 제습기는 더 많은 물기를 빠르게 제거할 수 있습니다.공간의 크기와 사용 패턴: 거실의 크기와 제습기가 가동되는 시간에 따라 수집되는 물의 양이 달라질 수 있습니다. 또한, 창문을 열거나 다른 활동으로 인해 습기가 더 많이 발생할 수도 있습니다.건축적 요인: 아파트의 구조나 단열 상태에 따라 실내 습도가 높아질 수 있습니다. 예를 들어, 단열이 잘 되어 있지 않으면 외부의 습기가 내부로 유입되어 공기 중 습도가 증가할 수 있습니다.기타 요인들: 식물이 많거나, 실내에서 물을 많이 사용하는 활동(예: 샤워, 요리 등)으로 인해 습도가 증가할 수도 있습니다.제습기가 하루에 한 통의 물을 수집하는 것은 제습기가 잘 작동하고 있음을 나타낼 수 있지만, 만약 이 상황이 평소와 다르게 느껴진다면, 실내 환경이나 제습기 자체에 변화가 생겼을 가능성을 고려해 볼 필요가 있습니다. 필요하다면 전문가의 조언을 구하는 것도 좋은 방법일 것입니다.
생물·생명
Q. 독이 있는 뱀과 독이 없는 뱀은 왜 독이 있고 없는 건가요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.뱀 중에는 독이 있는 종류와 독이 없는 종류가 있으며, 이러한 차이는 다양한 신체적 특징에 기인합니다. 다양한 종류의 독성 뱀이 있으며, 다음은 일반적인 독성 뱀과 비독성 뱀 간의 주요 신체적 특징 차이입니다.독선(약물선):독성 뱀은 일반적으로 두 개의 길고 가느다란 독선을 갖고 있습니다. 이 독선은 뱀의 뒷부분에 위치하며, 독을 저장하고 분비하는 역할을 합니다.비독성 뱀은 독선을 가지고 있지 않거나 작고 잘 발달하지 않을 수 있으며, 그들의 독소가 주로 삼킬 때의 미리 준비된 침샘(구역선)에 저장되어 있을 수 있습니다.독의 종류:독성 뱀은 다양한 종류의 독을 가질 수 있으며, 독의 종류에 따라 독의 효과와 증상이 다를 수 있습니다.비독성 뱀은 주로 몸집이 작은 동물을 먹이로 삼으며, 대부분의 경우 인간에게는 위험하지 않습니다.색상과 패턴:몇몇 독성 뱀 종류는 독성 경고를 위해 선명한 색상과 패턴을 가질 수 있습니다. 이러한 경고 색상은 다른 동물들에게 위험을 알릴 수 있습니다.비독성 뱀은 보통 다양한 색상과 패턴을 가질 수 있으며, 독성 뱀과 구별하기 위해 종류별로 다양한 특징이 있습니다.앞서 언급한 특징은 일반적인 규칙이지만, 모든 뱀 종류가 이러한 특징을 가질 필요는 없습니다. 뱀의 독성 여부와 종류를 정확히 판별하기 위해서는 전문가나 해당 지역에서의 뱀의 특징을 연구한 자료를 참고하는 것이 중요합니다. 뱀과의 만남을 피하고 안전한 거리에서 관찰하는 것이 항상 좋습니다. 뱀에게 무리하게 접근하거나 시도해서는 안 됩니다.
화학
Q. 왜 히터를 틀면 바로 안 따뜻해 질까요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.히터가 켜진 후 바로 따뜻해지지 않는 이유는 차량의 엔진과 히터 시스템의 작동 원리에 기반합니다. 이 과정은 다음과 같습니다.엔진의 열: 대부분의 차량 히터는 엔진에서 발생하는 열을 이용합니다. 엔진이 작동하면서 발생하는 열은 냉각수를 통해 전달되며, 이 냉각수는 차량의 히터 코어를 통과하면서 그 열을 히터 시스템에 전달합니다.히터 코어: 히터 코어는 기본적으로 뜨거운 냉각수가 통과하는 작은 라디에이터와 같습니다. 히터 코어를 통과하는 냉각수는 주변 공기를 가열하고, 이 뜨거운 공기가 차량 내부로 유통되어 실내를 따뜻하게 만듭니다.엔진의 예열 시간: 엔진이 충분히 뜨거워져야 히터가 효과적으로 작동합니다. 차가 시작할 때 엔진은 차가운 상태이므로, 엔진이 일정 온도에 도달할 때까지는 히터에서 따뜻한 공기가 나오지 않습니다. 이것이 택시 기사가 “곧 따뜻해질 겁니다”라고 말하는 이유입니다.예열 시간의 필요성: 엔진이 충분히 따뜻해지면 히터 코어를 통과하는 냉각수도 온도가 올라가고, 그 결과로 실내 공기가 빠르게 따뜻해집니다. 하지만 이 과정은 엔진이 예열되는 시간에 달려 있으므로 즉각적이지 않습니다.따라서 차량의 히터 시스템은 엔진의 열을 활용하기 때문에, 엔진이 충분한 온도에 도달하기 전까지는 히터에서 따뜻한 공기가 나오지 않는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 행성이 파괴되는 로슈 한계란 무엇인가요 ?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.로슈 한계(Roche limit)는 천체가 중력으로 인해 붕괴되기 시작하는 거리의 한계를 나타내는 천문학적 개념입니다. 이 한계는 행성이나 별과 같은 큰 천체 주변에서 그 천체의 중력이 위성이나 다른 작은 천체를 분해할 수 있는 거리를 정의합니다.로슈 한계의 개념은 다음과 같습니다.중력과 조석력: 어떤 천체가 다른 큰 천체에 매우 가까이 접근하면, 큰 천체의 중력은 작은 천체에 강력한 조석력을 발생시킵니다. 이 조석력은 천체의 한쪽 면이 다른 면보다 훨씬 강한 중력을 받게 되어 천체를 늘어나게 하거나 결국 파괴할 수 있습니다.로슈 한계의 계산: 로슈 한계는 주로 큰 천체의 밀도, 작은 천체의 밀도, 그리고 작은 천체의 강도(자체 중력에 의해 유지되는 능력)에 따라 달라집니다. 일반적으로 로슈 한계는 큰 천체의 반지름의 약 2.5배 내외가 됩니다.화성과 포보스의 예: 화성의 위성 포보스의 경우, 화성에 점점 가까워지고 있으며, 결국 로슈 한계에 도달하게 될 것으로 예상됩니다. 이때 포보스는 화성의 조석력에 의해 분해되어 고리를 형성할 가능성이 있습니다.로슈 한계를 넘어서는 천체는 일반적으로 자체 중력으로 인해 구조적 안정성을 유지할 수 없게 되며, 조각으로 분해되거나 결국 고리 형태로 변할 수 있습니다. 이러한 현상은 특히 위성이나 소행성과 같이 상대적으로 작고 구조적으로 약한 천체에서 더 흔하게 발생합니다.
화학
Q. 헬륨 가스를 마시면 왜 목소리가 변하는 것인가요.?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.헬륨 가스를 마시면 목소리가 잠시 동안 높아지는 현상은 헬륨의 물리적 특성 때문입니다. 사람의 목소리는 성대에서 생성된 진동이 기도를 통해 공기 중으로 전달되면서 만들어집니다. 이때 공기의 밀도가 목소리의 전달 속도에 영향을 미칩니다.헬륨의 밀도: 헬륨은 공기보다 밀도가 훨씬 낮습니다. 이 낮은 밀도 때문에 헬륨을 통해 소리가 전달될 때 속도가 빨라집니다.소리의 속도와 진동수: 소리의 속도가 빨라질수록 소리의 진동수(또는 피치)가 증가합니다. 진동수가 높아지면 소리가 더 높게 들립니다.효과의 일시성: 헬륨 가스를 마신 후 숨을 내쉴 때, 헬륨이 성대를 통해 나가면서 발생하는 소리는 평소보다 빠르게 진동합니다. 그 결과, 잠시 동안 목소리가 높은 피치로 변합니다.헬륨을 마실 때 주의해야 할 점은, 헬륨이 산소를 대체하여 산소 부족 상태를 유발할 수 있다는 것입니다. 이는 두통, 어지러움, 심지어 의식 상실을 초래할 수 있습니다. 따라서 헬륨을 사용하는 재미있는 실험은 재미있고 안전하게 짧은 시간 동안만 해야 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 지역에 따라 바닷물의 색이 크게 다른 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.바다의 색이 다르게 보이는 주된 이유는 물의 깊이, 바닥의 성분, 수중에 떠다니는 입자들, 그리고 바다 위로 드리운 광원의 성질 등에 기인합니다. 이러한 요소들은 다음과 같은 방식으로 바다의 색을 결정합니다.물의 깊이와 바닥의 성분: 얕은 해안가에서 물은 종종 에메랄드색을 띠는데, 이는 햇빛이 밝은 모래나 산호초를 반사해서 그렇습니다. 반면, 깊은 물은 햇빛이 바닥에 도달하기 어렵기 때문에 더 어두운 파란색을 띕니다.수중 입자와 해양 생물: 바닷물에 떠다니는 플랑크톤, 조류, 기타 입자들은 물의 색에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 플랑크톤이 풍부한 지역에서는 물이 녹색을 띨 수 있습니다.광원의 성질: 태양 빛은 다양한 파장의 빛을 포함하고 있고, 이 빛들은 물에 의해 다르게 흡수됩니다. 물은 빨간색 파장의 빛을 잘 흡수하지만 파란색 파장의 빛을 잘 투과시킵니다. 따라서 깊은 바다는 주로 파란색을 띱니다.지리적 요인: 해안선의 지형이나 근처 강에서 유입되는 퇴적물의 양도 바닷물의 색에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 강이 많이 유입되는 지역에서는 바닷물이 탁해 보일 수 있습니다.이러한 요인들이 서로 복합적으로 작용하여, 같은 바다라도 한국의 해안과 해외 유명 여행지의 해안에서 보이는 바다의 색이 상당히 다르게 나타날 수 있습니다. 한국 해안의 경우, 일반적으로 깊은 물이 많고, 퇴적물의 유입이 더 많아 짙은 파란색을 띠는 경우가 많습니다. 반면, 많은 열대 지역의 해안가는 얕고, 밝은 모래나 산호초가 햇빛을 반사하여 에메랄드색 물빛을 나타냅니다.
지구과학·천문우주
Q. 각나라에는 시차가 존재하는데 어떠한 원리로 시차를 계속하나요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.세계 각국에서 서로 다른 시간대를 사용하는 것은 지구가 회전하면서 태양에 대한 상대적 위치가 변화하기 때문입니다. 지구는 약 24시간 동안 자전하며, 이 때문에 지구의 서로 다른 지역이 태양을 향해 있거나 그 반대인 상태가 됩니다. 이로 인해 세계는 24개의 주 시간대로 나뉘어져 있으며, 각 시간대는 그리니치 평균시(GMT)를 기준으로 한 시간 간격을 가집니다.시간대의 개념은 19세기 후반에 발달한 철도 및 통신 기술 덕분에 널리 퍼졌습니다. 그 이전에는 각 지역이 자체적인 태양 시를 사용했으나, 이는 교통 및 통신에서 혼란을 초래했습니다. 1884년 워싱턴 D.C.에서 열린 국제 자오선 회의에서 현대적인 시간대 체계가 제안되었고, 이후 세계 대부분의 나라들이 이 체계를 채택했습니다.시간대는 기본적으로 지구를 동서로 15도씩 나눈 24개의 구역으로 설정되어 있습니다. 각 구역은 GMT로부터의 시간 차이로 정의되며, 이는 지구가 24시간에 360도를 회전한다는 점에 기반합니다(360도 / 24시간 = 15도/시간). 하지만 실제로는 정치적, 역사적, 경제적 이유로 인해 많은 국가들이 이 경계선을 따르지 않습니다. 일부 국가들은 여러 시간대를 사용하기도 하고, 일광 절약 시간제를 도입하여 계절에 따라 시간을 조정하기도 합니다.