안녕하세요. 이종민 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 사람이 우주로 나가기 위해서는 몇 G의 중력의 힘을 극복해야 하나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.우주로 나가기 위해 극복해야 하는 중력의 힘은 여러 가지 요인에 따라 다를 수 있습니다. 첫째로, 이륙 시 사용되는 로켓의 가속도에 따라 중력의 힘이 결정됩니다. 둘째로, 궤도에 도달하고 유지하기 위해 필요한 중력 힘은 궤도 높이와 질량에 따라 달라집니다.일반적으로 우주 비행사들이 겪는 가속도는 3G 이상입니다. 이는 지구 중력의 약 3배에 해당하는 힘입니다. 하지만 이러한 가속도는 이륙 단계에서만 적용되며, 궤도에 진입하면 중력의 힘이 크게 감소합니다. 따라서, 궤도 유지에 필요한 중력의 힘은 대략 1G 정도로 추정됩니다.
화학
Q. 드라이 아이스가 녹지 않는 온도가 몇도인가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.드라이 아이스는 이산화탄소의 고체 상태로, 일반적으로 -78.5도C (-109.3도F) 이하에서 형성되며 이 상태에서 안정적으로 유지됩니다. 따라서 이 온도보다 높은 온도에서 드라이 아이스를 보관하거나 녹이면 녹게 됩니다.
전기·전자
Q. 양자역학에서의 양자선명이란 무엇인가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.양자역학에서 양자선명(quantum entanglement)이란, 서로 거리가 떨어져 있는 두 개 이상의 양자들이 어떤 상태로 묶여 있어서 하나의 양자를 측정하면 다른 양자들도 동시에 그와 연관된 상태를 띄게 되는 현상을 말합니다. 이러한 양자선명은 양자역학에서 매우 중요한 역할을 하고 있으며, 양자컴퓨팅과 양자통신 등의 분야에서 활용되고 있습니다.양자선명을 이용한 예로는 양자통신이 있습니다. 양자선명을 이용하면 먼 거리에 있는 두 개의 양자간에도 정보를 빠르게 전송할 수 있습니다. 이를 이용하여 정보 보안이 강화된 양자통신이 개발되고 있습니다. 일반적인 통신에서는 정보를 전송할 때, 정보가 노출될 가능성이 있기 때문에 암호화 과정을 거치게 됩니다. 그러나 양자통신에서는 양자선명의 원리를 이용하여 정보를 전송하기 때문에, 정보를 감청하는 것이 불가능하다는 것이 보장됩니다.또한, 양자선명을 이용하여 양자컴퓨터를 만드는 연구도 진행되고 있습니다. 양자컴퓨터는 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠른 연산 속도와 더 큰 계산 능력을 가지고 있습니다. 이러한 양자컴퓨터를 만들기 위해서는 양자선명을 이용하여 양자간의 연관성을 유지하면서 연산을 수행하는 방식으로 동작해야 합니다.따라서, 양자선명은 양자역학에서 매우 중요한 현상 중 하나이며, 양자통신과 양자컴퓨터 등의 새로운 기술 개발에 활용되고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 퀀텀 블랙홀은 어떤 작용력으로 발생이 되나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.퀀텀 블랙홀은 일반적인 블랙홀과 달리, 양자역학의 규칙을 따르는 블랙홀입니다. 일반적인 블랙홀은 매우 큰 질량이 중심으로 모인 것으로 이해됩니다. 하지만 퀀텀 블랙홀은 더 작은 질량의 입자들도 중심으로 모일 수 있도록 양자역학의 법칙을 따릅니다.퀀텀 블랙홀이 형성되는 원리는 아직 완전히 이해되지 않았지만, 이론상으로는 퀀텀 터널링과 같은 양자역학적 효과가 관련되어 있다고 합니다. 이 효과는 물질의 파동-입자 듀얼리티 때문에 입자가 이론적으로 높은 장벽을 뚫고 나갈 수 있는 현상입니다.퀀텀 블랙홀은 일반적인 블랙홀과 마찬가지로 중력이 매우 강합니다. 그러므로 근처의 물체들에게 매우 큰 영향을 미칩니다. 예를 들어, 태양계의 행성들이 퀀텀 블랙홀 근처를 지나갈 때 그 궤도가 바뀔 수 있습니다.또한 퀀텀 블랙홀은 우주 연구와 우주 탐사 분야에서 매우 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 퀀텀 블랙홀은 우주 탐사를 위한 새로운 전장으로 간주될 수 있습니다. 퀀텀 블랙홀에서 통과할 수 있는 특수한 경로가 존재하기 때문입니다. 이 경로를 통해 우주 탐사선은 다른 별계통으로 더 빠르게 이동할 수 있게 됩니다.하지만 퀀텀 블랙홀은 아직 연구가 진행중이기 때문에, 그들이 우리의 일상생활에 미치는 영향을 예측하기는 어렵습니다.
물리
Q. 벤데르 현상은 어떻게 발생하며 원리가 무엇인가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.벤데르 현상은 액체나 가스의 흐름이 발생할 때 생기는 현상으로, 흐름이 빠르거나 지형 변화가 큰 지점에서 액체나 가스의 속도가 높아지면 압력이 낮아지는데 이 때 액체나 가스의 분자들이 이 낮은 압력 영역으로 이동하면서 분자간의 충돌이 감소하고, 결과적으로 분자들의 운동에너지가 상승하게 됩니다. 이로 인해 액체나 가스의 온도가 증가하며, 이러한 현상을 벤데르 현상이라고 합니다.이 현상은 벤데르(Heinrich Rudolf Hertz)가 1871년에 처음 관찰하여 이름을 붙였습니다. 벤데르 현상은 소용돌이 현상, 관성현상, 분광현상 등과 함께 유체 역학에서 중요한 역할을 합니다. 이 현상을 설명할 수 있는 이론으로는 베르누이 방정식이나 쿨롤클라푸롱 방정식 등이 있습니다.벤데르 현상은 실생활에서 다양한 예시로 볼 수 있습니다. 예를 들어, 물을 끓일 때 끓는 물 표면 근처에서 부터 증기가 휘어오르는 현상이 벤데르 현상입니다. 또한, 빠르게 흐르는 강물에서도 벤데르 현상이 발생하며, 이는 수면에서 물의 속도가 빨라지기 때문에 발생하는 현상입니다. 또한, 비행기의 날개 윗면에서 바람이 빠르게 흐를 때도 벤데르 현상이 발생하여 날개 위쪽의 기압이 낮아지고 날개 아래쪽의 기압이 상승하게 되어 비행기가 날갯짓을 할 때 상승하는 현상을 이용합니다.
물리
Q. 자석은 N극과S극이 서로 미는힘인데요
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.자석의 N극과 S극이 합쳐진 상태로 있는 것은 자석이 만들어질 때 자석 내부의 분자 구조에서 결정되는 것입니다. 자석 내부의 분자는 일정한 방향으로 정렬되어 있습니다. 이 때, 모든 분자들이 같은 방향으로 정렬되어 있으면 자석의 N극과 S극이 형성됩니다.자석의 N극과 S극을 결정하는 것은 분자 내부의 전자의 스핀 방향입니다. 전자의 스핀 방향이 서로 반대인 분자들이 모여 자성을 띄게 됩니다. 이렇게 자성을 띄는 분자들이 모여 자석이 형성되는 것입니다. 따라서 N극과 S극이 결합된 상태로 존재하게 되는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구와 태양까지의 거리는 어떻게 측정이 가능한가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.지구와 태양 사이의 거리는 천문학적 단위(Astronomical Unit, AU)로 측정됩니다. 1 AU는 지구와 태양 사이의 평균 거리인 약 149,597,870.7 킬로미터를 의미합니다.이 거리는 삼각측량법을 사용하여 측정됩니다. 지구에서 한쪽 끝이 지면에 닿는 막대기를 세워 두고, 다른 쪽 끝을 바라보는 두 명의 관측자를 각각 지구의 서로 다른 지점에 위치시킵니다. 그리고 지구의 공전에 따라 지면에서 지구와 태양 사이의 위치가 변화하면서 막대기의 위치가 약간씩 바뀌게 됩니다. 이를 이용하여 삼각함수를 사용하여 지구와 태양 사이의 거리를 측정할 수 있습니다.또한, 최신의 기술을 사용하여 레이저를 이용한 거리측정 등 다른 방법도 사용되고 있습니다.
토목공학
Q. 하품을 할 때 외부 소리가 차단되는 이유를 알고 싶어요
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.하품은 호흡과 관련된 생리적 반응으로, 공기 중의 산소 농도를 유지하고 뇌졸중 등의 질병을 예방하기 위해 발생합니다. 하품 중에는 몸 안의 공기가 폐로 빠져나가고 새로운 공기가 들어오게 되며, 이때 입으로 들어오는 공기와 함께 외부 소리가 차단되는 것입니다.하품 중에는 호흡근육과 개폐근육이 함께 움직이게 되며, 이로 인해 입이 크게 벌어지고 기도가 열리면서 공기가 폐로 흡입됩니다. 이때 입이 벌어진 상태에서 기도가 열리면서 입술과 기도 사이의 공간이 없어지므로 외부 소리가 차단되게 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 무중력 상태의 우주공간에서 물체의 무게는 어떻게 측정하나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.우주 정거장에서는 물체의 질량을 측정하고, 그 질량에 따라 물체가 가지는 관성력을 이용해서 물체의 무게를 계산합니다. 이때 사용하는 장치는 스프링계량기나 전자계 등입니다. 이러한 장치는 물체를 부착하고, 물체의 질량에 따라 스프링이나 전자계의 변화량을 측정함으로써 물체의 무게를 계산합니다.우주 정거장에서 무게를 측정할 때는 물체와 함께 측정을 하는 사람이나 기기의 위치에 따라 중력의 크기가 다르므로, 정확한 측정을 위해서는 이를 보정하는 작업이 필요합니다.
생물·생명
Q. 인체에서 가장 큰 뇌 신경세포는 몇 개의 가지를 가지고 있나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.인체에서 가장 큰 뇌 신경세포는 피라미드 세포(pyramidal cell)로 알려져 있습니다. 이 신경세포는 다른 뇌 영역과 연결되어 있으며, 우리가 생각하고 움직이는 것과 관련된 많은 기능을 담당합니다.피라미드 세포는 수상돌기(dendrite)라고 불리는 가지를 많이 가지고 있습니다. 그리고 이 수상돌기의 수는 신경세포의 크기에 따라 다르며, 일반적으로 수백 개 이상일 수 있습니다. 하지만 정확한 수는 개인차가 있으며, 추정하기 어렵습니다.