안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 그래비티 웨이브란 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.그래비티 웨이브는 일반 상대성 이론에 따라 예측되는 현상으로, 중력파라고도 합니다. 이는 빠르게 진동하는 중력장으로, 두 질량체가 서로 공전하거나 합체할 때 발생합니다. 그래비티 웨이브는 우주의 곡면을 흔들어 퍼지는 파로, 시공간의 곡률 변화를 감지할 수 있습니다.이론적으로는 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서 예측되었으며, 2015년에 LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)에서 처음으로 그래비티 웨이브를 관측했습니다. 이는 중력파의 존재를 확인하고, 우주의 비밀을 탐구하는 데 큰 도약이었습니다. 그래비티 웨이브는 우주의 구조와 진화, 블랙홀과 중성자 별의 충돌, 은하계의 형성 등을 연구하는 데 중요한 도구입니다.
생물·생명
Q. 게(crab)은 왜 옆으로만 걷는건가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.게는 10개의 다리를 가지고 있습니다. 이 다리는 몸통 바로 옆에 붙어 있어서 옆으로 걷는다고 합니다. 게의 다리는 각각의 마디가 오직 옆으로만 구부러지게 되어 있어서 앞으로 걷기가 불편하며, 뒤로 움직이는 것도 어렵습니다. 그래서 게는 효율적으로 옆으로 걷는 스타일을 취하게 됩니다. 그러나 모든 게가 옆으로 걷는 것은 아닙니다. 밤게라는 친구는 앞으로 걸을 수 있습니다. 밤게는 남해와 서해에 주로 분포하며, 느리지만 천천히 앞으로 가는 스타일을 취합니다. 이러한 다리 구조로 인해 게는 효율적으로 움직이며, 그 독특한 걷기 스타일은 흥미롭습니다.
전기·전자
Q. 초전자학과 입자물리학은 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.초전자학과 입자물리학은 물리학의 중요한 분야입니다.초전자학 (Electrodynamics): 전자와 전자기장의 상호작용을 연구하는 분야입니다. 전기장과 자기장의 원리를 이해하고, 전하가 어떻게 움직이는지를 탐구합니다. 맥스웰 방정식과 전자기파 등이 초전자학의 주요 주제입니다.입자물리학 (Particle Physics): 자연의 기본 입자를 연구하는 분야입니다. 양자장을 가지며 상호작용하는 입자들을 이해하고, 표준 모형과 같은 이론으로 설명합니다. 전자, 양성자, 중성자, 광자, 중성미자, 뮤온 등 다양한 입자들을 연구합니다.이 두 분야는 현대 물리학의 발전과 기술의 진보에 큰 영향을 미치고 있습니다.
전기·전자
Q. 핵물리학이란 무엇인지 알려주세요.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.핵물리학은 원자핵의 구조와 동작을 연구하는 물리학의 분과입니다. 이름에 '핵’이 들어가기 때문에 원자물리학과 혼동되기도 하지만, 다른 분야입니다. 핵물리학은 원자핵의 내부 구조를 이해하고, 핵 반응의 메커니즘을 밝힘으로써 우리가 알고 있는 우주와 에너지 현상에 대한 이해를 높이는 데 기여합니다. 이 분야는 원자핵의 특성, 핵 속에 존재하는 핵자들 사이의 상호작용, 경입자와 중간자, 핵자의 상호작용, 그리고 쿼크와 글루온의 상호작용 등을 연구하며, 더 나아가 일반 모형의 옳고 그름을 판단하는 도구로도 사용됩니다. 핵물리학은 현대 과학과 기술 발전에 매우 중요한 역할을 합니다.
화학
Q. 믹서기는 어떠한 원리로 동작을 하는건가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.믹서기는 다양한 물질을 섞거나 분쇄하는 데 사용되는 기기입니다. 믹서기의 동작 원리는 다음과 같습니다.흡입 및 분쇄: 정밀 제작된 믹싱 챔버의 내부에 시료가 흡입됩니다. 회전자의 고속 회전으로 인해 시료는 믹싱 챔버 중심부에서 바깥 방향으로 분출됩니다. 믹서 내부에서는 고정자의 안쪽 벽과 회전자의 끝부분 사이 미세한 틈새에서 강력한 분쇄 작용이 발생합니다.압축 및 혼합: 분쇄된 시료는 믹싱 챔버에서 혼합되거나 압축됩니다. 이를 통해 다양한 음식, 음료, 믹스 등을 만들 수 있습니다.믹서기는 주로 주방에서 음식 조리에 사용되며, 다양한 요리와 음료를 만드는 데 효과적입니다.
지구과학·천문우주
Q. 물리학의 역사와 발전에 대해 알려주세요.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.물리학은 물질의 구조, 운동, 그리고 일어나는 현상을 분석하는 학문으로, 과학 중에서도 가장 오랜 역사를 가지고 있습니다. 이는 고대 천문학 지식에서 유래하지만, 처음으로 물리학에 관해 출판된 것은 아리스토텔레스의 "자연학"입니다. 그러나 물리학은 과학 혁명 이후 엄격한 과학적 방법을 사용하여 경험적 지식만을 다루게 되면서 철학에서 분리되어 독자적인 학문으로 자리잡게 되었습니다.19세기에 들어서면서 물리학은 고전역학 이외의 분야에 대한 연구가 본격적으로 이루어지면서 물리학이 하나의 학문 체계로 정립되기 시작했습니다. 전기, 자기, 열역학 등 여러 분야로 이루어진 물리학은 이후 뉴턴, 맥스웰, 헤비사이드, 클라페이론, 레온하르트 오일러, 조제프루이 라그랑주 등의 과학자들에 의해 발전되었습니다. 이러한 발전은 현대 물리학의 기반이 되었으며, 맥스웰 방정식, 양자역학, 상대성 이론, 양자장론 등과 같은 중요한 이론들이 이 시기에 발전되었습니다.물리학은 우리가 자연 현상을 이해하고 설명하는 데 필수적인 학문이며, 지속적인 연구와 발전을 통해 더욱 깊이 있는 지식을 얻고 있습니다.
전기·전자
Q. 원자와 원자핵 구조에 대해 설명해 주세요.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.물리학과 화학에서 원자는 일상적인 물질을 이루는 가장 작은 단위입니다. 원자는 원자핵과 전자로 구성되어 있습니다.원자핵 (Atomic Nucleus): 원자핵은 원자의 중심에 위치하며, 양성자와 중성자로 구성됩니다. 양성자와 중성자는 쿼크라는 소립자가 강력한 힘에 의해 결합되어 이루어집니다. 원자핵의 질량은 원자 전체 질량의 대부분을 차지하며, 전자의 질량은 매우 작은 부분입니다. 원자핵은 원자의 안정성과 화학적 성질에 영향을 줍니다.전자 (Electron): 전하를 띠지 않는 입자로, 원자핵 주위를 돌며 원운동합니다. 전자는 원자의 화학적 특성과 전기적 성질을 결정합니다. 원자핵은 원자의 질량을 대부분 결정하며, 전자는 원자의 크기와 화학적 특성을 결정합니다. 이러한 원자의 구조는 현대 물리학과 화학에서 연구되고 있으며, 오비탈과 같은 개념으로 설명됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 방패연은 왜 가운데에 구멍이 뚫려있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.방패연은 가운데에 구멍이 뚫려 있는 특이한 형태의 연입니다. 이 연은 바람을 조절하는 역할을 합니다. 구체적으로는 다음과 같은 원리로 작동합니다.약한 바람일 때: 연 표면에 모인 공기가 가운데 구멍을 통과하면서 상승하는 에너지를 발생시킵니다. 이로 인해 연이 위로 올라가게 됩니다.강한 바람일 때: 가운데 구멍으로 남는 바람을 내보내면, 연의 저항을 줄여서 연줄이 끊어지지 않고 오랫동안 날 수 있게 합니다.이러한 원리로 방패연은 공중에서 뛰어난 구조를 가지고 있으며, 연싸움이나 다양한 목적으로 사용됩니다. 이 연은 우리 전통에서 중요한 상징이며, 한국의 연문화를 대표하는 연 중 하나입니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구와 비슷한 행성이 아니라 태양계와 비슷한 행성계는 발견되고 있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.태양계와 유사한 행성계가 발견되었습니다. 국내 연구진이 세계 최초로 태양계와 매우 닮은 외계 행성계를 발견했습니다. 이 행성계는 궁수자리 방향, 약 5,000광년 떨어진 곳에 위치하고 있으며, 중심 별은 태양의 절반 정도의 질량을 가지고 있습니다. 새로 발견된 두 행성은 중심 별로부터 각각 지구-태양 거리의 2.3배와 4.6배 정도 떨어져서 공전하고 있는 것으로 추정됩니다. 이 행성들은 지구의 '태양-목성-토성’의 축소판으로 볼 수 있으며, 이러한 유사성은 이번이 처음입니다. 이러한 발견은 중력렌즈 방법을 사용하여 가능하였으며, 국내 연구진들은 세계적 수준에 있습니다. 이 방법을 이용하여 이미 목성급 행성과 해왕성급 행성을 발견한 바 있습니다. 이러한 연구결과는 우리 태양계와 유사한 외계 행성계를 찾는 데 중요한 기여를 하고 있습니다.
물리
Q. 박격포 발사 원리가 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.박격포는 작용-반작용의 법칙에 따라 동작합니다. 이 화포는 로켓포와는 다르게 유선형의 포탄 후미 날개 안정핀 바로 앞에 사거리에 따라 추진장약을 조립한 후 포구에 장전하여 발사하는 방식입니다. 추진장약이 폭발하면서 탄을 쏘아 올리게 됩니다. 이러한 원리로 박격포는 효과적으로 탄을 발사하여 목표를 타격합니다.