안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
물리
Q. 한번씩 관절에서 딱 소리나는건 뭔가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.무릅이나 관절에서 딱 소리가 나는 이유는 다양한 원인이 있을 수 있습니다. 이러한 소리는 정상적인 현상이거나 어떤 질환과 관련이 있을 수 있습니다. 아래는 무릎이나 관절에서 소리가 나는 주요 원인과 그에 따른 대응 방법입니다관절 내 기포가 터지는 소리: 무릎 뼈는 관절낭이라는 물주머니로 싸여져 있습니다. 이 관절낭 안에 가스가 축적되면, 관절액에 기포들이 생길 수 있습니다. 무릎을 구부리거나 펼 때 내부 압력 변화로 기포의 일부가 터지면서 소리가 날 수 있습니다. 특징: 통증 없음, 부기 없음근육, 인대가 뼈를 지나가면서 나는 소리: 무릎 주변에 붙어있는 근육이나 인대들이 뼈를 지나가면서 마찰되면 소리가 날 수 있습니다. 특징: 통증 없음, 부기 없음반월상 연골판이 어긋나는 소리: 반월상 연골판은 무릎 위 뼈와 아래 뼈 사이에서 충격을 흡수해주는 역할을 합니다. 일시적으로 위치가 어긋나면서 소리가 날 수 있습니다. 특징: 통증 없음, 부기 없음만약 무릎에서 소리가 나는 동시에 통증, 부종, 기능 저하를 동반한다면 관절의 손상이나 질환을 의심해야 합니다. 이 경우 가까운 정형외과를 찾아 정확한 진단을 받으시고 필요한 치료를 받아야 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 고래는 심해 깊은 곳에서도 살수있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.고래는 심해 깊은 곳에서도 살 수 있습니다. 특히 향유고래는 1시간 가량 잠수하며 수심 2,000m 이상의 해저에서 발견되기도 합니다. 이들은 깊은 바다에서 먹이를 찾고 생활하며, 그 특별한 적응력으로 심해 환경에서 살아남습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주의 팽창속도가 빛보다 빠르다고 하던데 어느 정도로 빠른가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.현재 우주의 팽창속도는 허블상수로 표시됩니다. 허블상수는 거리에 따라 점점 커져서 먼 거리의 천체일수록 더 빨리 멀어진다는 허블의 법칙에서 나옵니다. 현재 허블상수의 값은 약 70km/s/Mpc 정도입니다. 이 값은 1Mpc(1메가파섹=약 326만 광년)만큼 거리가 멀어질수록 팽창속도가 70km/s씩 빨라진다는 의미입니다. 즉, 지구에서 멀리 떨어진 천체일수록 더 빠르게 지구에서 멀어진다는 뜻입니다.이는 우리 지구 입장에서 보았을 때 지구에서 멀리 떨어진 천체일수록 더 빠르게 지구에서 멀어진다는 것을 의미합니다. 그렇다면 극단적으로 멀리 떨어져 있는 은하는 지구에서 볼 때 빛보다 빠르게 멀어져가고 있는 것이 맞을까요? 네, 그렇습니다. 빛보다 빠른 것은 없는데, 이 은하는 어떻게 빛보다 빠르게 멀어져가는 것일까요?먼저 빛의 속도는 공간 안에서 이곳으로부터 저곳까지 움직이는 속도를 일컫습니다. 하지만 우주의 팽창속도는 아니예요. 은하가 우주의 팽창으로 인해 멀어지는 것은 은하가 기존의 공간에서 뒤로 움직이는 것이 아닌 은하와 지구 사이의 공간이 새로 생겨남으로 인한 것입니다. 우주의 팽창을 풍선의 표면(2차원)에 빗대 표현한 그림을 보면 이해하기 쉽습니다. 공간이 새로 생겨난다는 사실이 잘 와닿지 않을 수도 있어요. 실제로 우주가 팽창한다고 해서 내 방이 더 넓어지거나 지구의 지름이 더 커지는 것은 아니기 때문이죠. 하지만 내 방이나 지구처럼 중력의 힘이 더 큰 곳이 아닌 우주의 성간 공간 등은 이렇게 팽창하고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구는 매우 빠르게 회전하는데 아무런 문제가 없는 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.지구가 빠르게 회전하는 이유는 지구가 초기에 형성될 때 이미 존재했던 운동량을 유지하기 때문입니다. 지구는 태양 주위를 공전하면서 형성된 강력한 중력적인 힘이 작용하기 때문에 회전합니다. 이러한 회전은 지구의 기상 현상, 낮과 밤의 교대, 계절의 변화 등에 영향을 미치며, 우리 몸이 이 회전을 느끼지 못하는 이유는 관성의 법칙 때문입니다. 지구의 회전 속도는 일정하게 유지되고 있으며, 이로 인해 우리는 지구의 회전에 영향을 받지 않고 일상 생활을 할 수 있습니다.
토목공학
Q. 흔히 보이는 유리의 주원료는 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.유리는 다양한 원료로 만들어집니다. 주요한 주원료와 부원료를 살펴보겠습니다.주원료 (Main Ingredients)이산화규소 (SiO2): 유리의 주성분으로, 일반적으로 65~75% 정도의 SiO2를 함유합니다. 규사(바다 모래)나 규석에서 추출됩니다.알루미늄 산화물 (Al2O3): 유리의 내구성과 화학적인 특성을 개선하는 역할을 합니다.알카리산화물 (Li2O, Na2O, K2O): 유리의 용해를 촉진시키고 특정 기능을 부여합니다.부원료 (Minor Ingredients)부원료는 용융촉진, 용융체의 청징, 특수 기능 부여를 위해 미량으로 첨가되는 원료입니다. 보통 1% 이하의 양으로 혼합됩니다.유리는 이러한 주원료와 부원료를 조합하여 제조되며, 각 성분은 유리의 물리화학적인 특성에 영향을 미칩니다.
지구과학·천문우주
Q. 수정동굴은 어떻게 만들어지는건지 궁금해요
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.수정 동굴은 자연적인 과정을 통해 만들어집니다. 아래는 수정 동굴이 형성되는 주요 과정입니다.침식 작용: 물이 암석에 스며들어 수분이 충분한 환경에서 석회암과 같은 용암 암석에 침식 작용이 발생합니다. 이 침식 작용은 암석에 있는 석회암을 용해시켜 조금씩 녹여 나갑니다. 이러한 과정은 수년에서 수백년이 걸릴 수 있습니다.작은 구멍 형성: 물이 암석을 침식하여 작은 구멍이 형성되면, 이후에는 물이 이 작은 구멍들을 따라서 천천히 흐르면서 동굴을 만들어 나갑니다. 이때, 물의 흐름은 천천하고 꾸준해야 하며, 이를 지속적으로 유지해야 동굴이 형성됩니다.수정 동굴은 시간이 많이 걸리는 과정을 통해 만들어지며, 지구의 지하에서 자연적으로 발생하는 아름다운 현상 중 하나입니다. 동굴은 우리에게 지구의 역사와 지질학적 과정을 보여주는 소중한 자원입니다.
전기·전자
Q. 물레방아로 발전소를 만들다면?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.물레방아를 이용하여 발전소를 만드는 것은 가능합니다! 물레방아는 흐르는 물의 낙차를 이용해 에너지를 얻는 방식으로, 수력 발전을 할 수 있습니다. 이 방식은 환경 친화적이며 경제적입니다.영국의 HEB (Hydro Electric Barrel) 사는 ‘역 물레방아’ 방식의 수력 발전기를 개발했습니다. 이 방식은 계곡이나 시냇물에 물레방아를 띄워 발전하는 방식입니다. 시냇물에 두 개의 말뚝을 박고 '물레방아 발전기’를 메단 다음 물에 띄우면, 흐르는 물의 힘으로 물레방아가 돌게 되고 안에 있는 제너레이터가 전기를 생산합니다. 또한 물에 띄워놓은 물레방아는 물결에 의해 아래 위로도 출렁입니다. 이 상하운동의 에너지도 전기로 바뀝니다. 물레방아를 메단 양 축에 발전기를 달아 아래 위로 흔들리는 에너지로 발전을 합니다. 이중 발전 방식으로 흐르는 물의 수평 이동 에너지와 파도의 수직 이동 에너지를 모두 전기로 전환합니다. 이 발전기는 수심과 수량의 제약을 받지 않으며, 물이 흐르는 한 하루 24시간 쉼없이 발전할 수 있습니다. 발전기 1대당 약 1.5~3.5㎾의 전력을 생산하며, 발전기 안에는 AFPM 자석발전기가 들어갑니다. 한국 구미에 있는 벤처기업인 서영테크가 이 자석발전기를 생산하고 있습니다.물레방아를 이용한 수력 발전은 환경을 보호하면서 지속 가능한 에너지를 생산하는 좋은 방법입니다.
전기·전자
Q. 광고보니 전자파를잡아주는식물 광고하던데 사실일까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.전자파를 흡수하거나 차단하는 몇 가지 식물이 있습니다. 이러한 식물들은 주로 실내에서 사용되며, 전자기기에서 나오는 전자파를 흡수하거나 반사하여 영향을 줄이는 역할을 합니다. 몇 가지 전자파를 차단하는 식물을 소개해 드리겠습니다.선인장: 컴퓨터에서 생성되는 전자파를 흡수하는데 특히 유용한 식물입니다. 또한 핸드폰에서 나오는 전자파를 흡수하는 등 광범위한 활동을 합니다.산세베리아: 컴퓨터 근처나 핸드폰 등 전자파가 나오는 전자제품 주위에 두는 것이 방을 건강하게 유지하는 좋은 방법입니다.아이비: 24시간 이내에 공기 중의 벤젠을 90%까지 흡수할 수 있으며, 이산화탄소, 일산화탄소 및 포름알데히드와 같은 물질을 제거하여 공기의 질을 개선합니다.고무나무: 전자파 차단 능력이 뛰어나며, 공기정화 능력도 우수합니다.알로에 베라: 전자파를 흡수하고 산소로 전환시키는 능력이 있습니다.이러한 식물들은 건강한 생활을 위해 전자파 차단에 도움이 될 수 있습니다. 하지만 전자파 차단 능력은 완벽하지 않으므로 다양한 방법으로 전자파 노출을 최소화하는 것이 좋습니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구 외핵과 내핵이 있는데 어떤 차이가 있나요
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.지구는 내부에서부터 지각권, 맨틀, 외핵, 그리고 내핵으로 구성되어 있습니다. 이 중에서 내핵과 외핵은 지구의 핵심 부분을 이루고 있으며, 그들의 구조와 특징은 우리가 지구를 이해하는 데 중요한 역할을 합니다.내내핵 내핵은 지구 중심에 위치하며, 액체 상태로 존재합니다. 주요 성분은 철과 니켈로 이루어져 있습니다. 지름은 약 1,220km 정도입니다. 내핵은 지구 자전과 지자기장 생성에 영향을 줍니다.외핵: 외핵은 내핵을 둘러싸고 있는 고체 상태의 층입니다. 주요 성분은 철과 니켈로 이루어져 있으며, 지름은 약 2,260km 정도입니다. 내핵과 외핵 사이에는 축음대가 형성되어 있으며, 이러한 구조가 지구 지진을 발생시키는 주요 요인 중 하나입니다.과학자들은 지구 내핵과 외핵에 대한 연구를 진행하고 있으며, 지진파 분석과 지구 자기장 측정 등을 통해 지구 내부 구조와 성질을 이해하고 있습니다. 이러한 지식은 우리가 지구를 보호하고 지구 자원을 지속적으로 활용하는 데 도움이 됩니다. 지구 내부에 대한 연구는 아직도 많은 비밀을 품고 있지만, 과학 기술 발전과 더불어 그 해결책에 점점 가까워지고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 평소궁금한건데 명왕성은왜 태양계에서퇴출되었나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.명왕성은 태양계에서 퇴출되었습니다. 이 결정은 국제천문연맹(IAU)에 의해 2006년에 내려졌습니다. 그 이유는 다음과 같습니다:행성 정의 변경: IAU는 행성을 정의하는 기준을 엄격하게 재정의했습니다. 이전까지는 명왕성을 포함하여 태양계에 9개의 행성이 있었습니다. 하지만 새로운 정의에서는 행성이 다음 조건을 만족해야 합니다: 태양 주위를 돌아다니는 천체여야 합니다. 자신의 중력으로 구현된 형태여야 합니다. 주변 지역을 정리해야 합니다. 명왕성은 이 중에서 주변 지역을 정리하지 못했기 때문에 행성이 아닌 왜행성(dwarf planet)으로 분류되었습니다.쿠이퍼 벨트 발견: 명왕성과 비슷한 크기의 천체들이 발견되었습니다. 이러한 천체들은 명왕성과 비슷한 특성을 가지고 있었고, 이로 인해 명왕성의 행성 지위를 논의하는 계기가 되었습니다.행성 정의 논쟁: 명왕성의 행성 지위를 논의하는 과정에서 IAU는 새로운 정의를 마련했습니다. 이로 인해 명왕성은 행성에서 제외되었습니다.결론적으로, 명왕성은 행성이 아닌 왜행성으로 분류되었습니다. 이 결정은 과학계와 대중 사이에서 논란이 되었지만, 현재까지도 유효한 결정입니다.