안녕하세요. 이원영 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 썬글라스를 끼면 눈이 안부신 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.우리눈은 너무 강한 빛이 들어오면 눈 부심을 느낍니다. 썬글라스를 쓰면 자외선을 차단해주고 또 가시광선도 줄여 줍니다. 눈으로 들어오는 빛의 양을 확 줄여주죠. 그래서 눈부심이 없어지는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 천둥소리의 정체는 무엇인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.벼락이 발생하기 위해서는 적란운, 그리고 수증기의 증발이 필요하다. 온난 습윤한 대기가 지표면의 불균등한 가열로 인해 강한 상승기류로 발달하면 적란운이 형성된다. 동시에 공기 중에 있는 물이 수증기로 증발하게 된다. 수증기는 상승하면서 냉각되어 작은 물방울로 변하고, 얼기 시작하면서 팽창하여 양전하를 띤 바깥 껍질이 깨져 흩어지게 된다. 양전하를 띤 상대적으로 가벼운 얼음 조각은 상승 기류에 의해 구름 위로 더 상승하고, 음전하를 띤 내부의 상대적으로 무거운 물방울은 무게로 인해 적란운 하단부로 내려오게 된다. 한편 지표면의 전하는 고른 분포를 이루고 있는데, 적란운이 발달하면서 하단부에 모인 음전하를 띤 물방울로 인해 지표면의 전자가 밀려나면서 상대적으로 양전하의 양이 증가하게 된다. 적란운이 발달하게 되면 지표면과의 전위*차가 점점 증가하게 되고 둘 사이에 섬광이 발생한다. 이것이 벼락이다.한편 번개가 발생하면 공기는 즉시 과열된다. 1초도 안 되는 시간에 온도가 무려 33,000℃로 상승하여 고온이 된 공기가 팽창한다. 그러면 주변의 공기가 압축되어, 고밀도인 부분과 저밀도인 부분이 생긴다. 이 차이가 ‘충격파’라는 파동이 되어 공기 속에서 전해진다. 즉 공기가 단기간에 데워지면 폭발적으로 팽창하고 음파로 듣게 되는 천둥이 된다. 번개는 바로 보이지만 음파인 천둥소리는 번개보다 상대적으로 속도가 느려 약 340㎧의 속도로 공기 속을 이동하므로 나중에 들린다. 공기가 순간적으로 팽창하면서 나는 소리가 천둥입니다.
지구과학·천문우주
Q. 터널이나 비행기를 타고 갑자기 상승했을때 귀가 먹먹한 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.기압차이 때문에 생기는 현상입니다. 고도가 높은 곳 하고 지상하고 기압차이가 있는데, 우리는 지상에서 생활하면 모든 기압이 1기압에 맞추어져 있습니다. 귓속도 1기압이죠. 그런데 고도가 높은 곳으로 가게되면 기압이 낮아지고 귓속내부는 1기압 바깥은 1기압이하가 되어 귓속에서 고막을 밀고 있기때문에 먹먹해 지는 것입니다.
화학
Q. 김치냉장고에 넣으면 김치종류가 오래보관되는 원리가 알고 싶습니다.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.김치냉장고는 김장독의 원리와 유사한 "직접냉각방식"을 사용을 한다는 점에서 일반 냉장고하는 전혀 다른 점입니다. 여기서 직접냉각방식은 벽면에 냉각 파이프가 있어서 냉기를 바로 전달을 하기 때문에 저장실 자체가 냉각되면서 냉기 흐름이 빠르지 않아 한번 차가워지면 오랫동안 냉기와 습도를 유지를 하는 반면 일반냉장고는 간접냉각방식으로 은 냉각 팬을 통해 차가운 공기를 저장실에 순환시키는 방식으로 온도가 올라가더라도 다시 빠르게 냉각시켜 준답니다 그래서 식재료를 꺼내느라 자주 문을 여닫게 되어 외부공기가 들어가기 쉬운 일반냉장고에 적합한 방식이지만 외부공기의 유입도 쉽고 저장실 벽면 자체가 차가운 직접냉각 방식에 비해 냉기를 유지하는 정온 성능은 부족하며 팬에 의해 식재료가 건조해지기도 쉬워 김치보관에는 불리한 면이 있습니다.차가운 공기는 아래로 가라앉고 뜨거운 공기는 위로 올라가는 성질을 이용해 문을 열더라도 냉기가 빠져나가지 않도록 구조화한 것입니다.뚜껑이나 서랍을 열더라도 내부의 차가운 공기는 가라앉기 때문에 냉기 보존에 유리하며 저장실의 온도변화가 작습니다.김치냉장고는 온도편차를 0.3도 이내로 맞추는 것을 목표로 만들어졌고 아주 뛰어난 정온성을 구현하기 위해서 냉각기가 두배 이상 장착되는 등 냉각 회로 설계도 복잡하고 냉각 외 히터, 제어 시스템, 복잡한 소프트웨어, 칸별 구분 및 냉기 보존을 위한 추가 설비까지 필요하기 때문에 제조원가 자체가 냉장고보다 높답니다김치냉장고는 온도관리를 좀 더 타이트하게 함으로써 김치를 오래동안 보관할 수 있게 만든 것입니다.
토목공학
Q. 며칠전 간만에 이틀동안 내린 비로 주차장 바닥이 미끄러웠는데..
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.노면이 도로와 달리 매우 매끄럽기 때문에 매우 미끄럽 습니다. 그래서 속도를 내서는 안되며 서행이 기본입니다. 회전시 최대한 저속으로 하시고 갑자기 핸들을 꺽는 행위를 해서는 안될 듯합니다. 사방을 잘 주시하여 회전을 하시면 될 듯합니다.
지구과학·천문우주
Q. 순간이동이 물리적으로 가능하다면 어떤 방법이 가장 가능성이 있는 방법은 무엇일까요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.인간의 순간이동(teleportation)은 이 같은 공상과학에서만 존재하지만, 양자 역학의 아원자(subatomic) 세계에서도 TV에서 나오는 것과는 다른 방식으로 순간 이동이 가능하다.양자 세계에서의 순간 이동은 물질의 전송보다는 정보 전송과 관련돼 있다.지난해 과학자들은 광자가 물리적으로 연결되지 않은 경우에도 컴퓨터 칩에 있는 광자 사이에 정보가 전달될 수 있다는 사실을 확인했다.최근 미국 로체스트대와 퍼듀대 연구팀의 새로운 연구에 따르면 전자들 사이에서도 순간이동이 가능한 것으로 밝혀졌다.로체스터대 물리학과 존 니콜(John Nichol) 조교수와 앤드루 조던(Andrew Jordan) 교수가 이끄는 연구팀은 먼 거리의 전자 사이에 양자 역학적 상호작용을 창출하는 새로운 방식을 탐구해 과학저널 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications ) 15일 자와 ‘물리학 리뷰 X’(Physical Review X)에 발표했다.이 연구는 앙자 컴퓨팅을 향상시키기 위한 중요한 단계로, 더욱 빠르고 효율적인 프로세서와 센서를 제공함으로써 기술과 의학, 과학에 혁명을 일으킬 수 있는 잠재력을 지닌 것으로 보고 있다.물질이 순간이동하는 것은 현재의 과학으로는 불가능한 것으로 보입니다.
화학
Q. 봄철에 산불이 왜이렇게 많이 나는거죠?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.초봄에 비가 많이 오지 않아 건조하기 때문입니다. 건조하기에 조그마한 부주위에도 산불이 일어나기 쉽고 자연발화도 일어날 확률이 높은 거죠비가 오는 여름 장마철에는 산이 축축하기에 산불이 발생할 확률이 적은 것이지요.
생물·생명
Q. 연어는 왜 알을 강에 낳는 건가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.산란을 위해 민물로 진입하면서 통각을 차단하고 면역 억제를 시작하기 때문에, 반 송장 상태로 강물을 거슬러 올라간다고 볼 수 있다. 시간이 지날수록 비늘이 떨어지고 살이 썩는데도 여전히 움직이는데, 연어들의 이런 으스스한 상류행 행진을 북미에서는 좀비 연어떼라고 부르기도 한다대부분 연어는 상류로 오르다가 죽고, 산란지에 도착한 연어도 결국 체력을 전부 소진해 죽지만 대서양연어는 암컷에 한해 2~4%가 살아남아 바다로 돌아가기도 한다.살아남은 놈들끼리도 산란경쟁이 치열하다. 덩치가 작은 수컷일수록 경쟁에서 뒤쳐지는데, 이런 수컷들은 크고 강한 수컷들과는 전면전이 안 되기에 편법을 써서 자기 정자를 암컷의 알과 수정시킨다. 덩치 큰 수컷들이나 암컷 몰래 산란 준비를 하는 암컷을 주시하다가 타이밍을 맞춰 잽싸게 할 짓 하고 그 자리에서 튀는 것.연어는 산란을 위해서 강으로 올라가는 것 같습니다.
생물·생명
Q. 지상의 모든 식물은 탄소동화작용을 하잖아요
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.수중생물도 광합성을 합니다. 햇빛이 물속으로 뚫고 들어가죠. 그럼 염록소에서 광합성을 해 이산화탄소를 흡수하는 거죠.아마도 물속에 이산화탄소가 많이 녹아 있기 때문에 이를 이용할 것으로 보입니다.
화학
Q. 김치는 보관 과정에서 하얗게 곰팡이처럼 피는게 있는데 무엇인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.김치를 버리게 만드는 이 성분의 정체는 곰팡이가 아닌, ‘골마지’다. 세계김치연구소에 따르면, 이는효모가 산소와 반응해 생기는 것으로, 김치를 비롯해 간장·고추장·술 등 물기가 많은 발효성 식품에 하얀 막처럼 생성되는 물질(WCFYs: 하얗게 집단을 이룬 유형의 효모)이다. 김치의 경우, 발효가 후기에 접어들수록 유산균 활동이 줄어들면서 효모에 의해 골마지가 나타난다.골마지가 곰팡이와 다르다면, 이어지는 질문은 과연 ‘먹어도 안전한가’이다. 김치를 버려야 할지, 그냥 먹어도 될지를 두고 한국인의 오랜 고민이 이어졌으나, 이제는 과학적 연구를 통해 막연한 불안감이 해소됐다. 김치 골마지를 섭취해도 위생상 안전하다는 것이 확인된 것이다.저도 가끔 이 골마지를 보곤했는 데 부모님은 그냥 걷어내고 먹더라고요. 위생상 위험한 것은 아니니 다행입니다.