안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 찬드라 우주망원경은 수명이 어떻게 되나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.찬드라 우주망원경은 1999년 7월 23일 미국 항공우주국(NASA)이 STS-93으로 쏘아 올린 인공위성입니다. 이 망원경은 엑스선 감지에 특화되어 있으며, 지구에서 최대 13만㎞ 떨어진 우주에 떠 있습니다. 찬드라 우주망원경은 별의 이론적 구조와 진화에 관한 연구로 1983년 노벨 물리학상을 수상한 고 인도계 미국인 천체물리학자 수브라마니안 찬드라세카르의 이름을 따서 명명되었습니다. 이 망원경은 과학자들이 고에너지 우주를 전례 없이 자세히 연구할 수 있도록 합니다. 지구 대기권은 우주에서 오는 엑스선을 대부분 흡수해버리므로, 지상의 망원경으로는 관측하기 어렵습니다. 따라서, 궤도권에서 직접 엑스선을 관측하기 위해 찬드라 관측선이 설계되었습니다.제임스 웹 우주망원경은 2021년 12월 18일 발사된 미국 항공우주국(NASA)의 다음 세대 우주망원경입니다. 제임스 웹은 주로 적외선 영역에서 관측을 수행하며, 지구에서 약 150만㎞ 떨어진 제2 라그랑주 점(L2)에 위치합니다. 제임스 웹은 허블 우주망원경의 후속 기기로, 더 큰 거울과 더 넓은 파장 범위를 가지고 있습니다. 허블은 주로 자외선과 가시광선에서 관측하며, 제임스 웹은 적외선에서 관측합니다. 또한 제임스 웹은 허블보다 더 큰 거울을 가지고 있어 더 멀리 있는 천체를 관측할 수 있습니다. 허블은 지구 근처 궤도에 있지만, 제임스 웹은 지구에서 더 멀리 떨어져 있습니다.따라서, 제임스 웹은 허블보다 더 먼 미래까지 우주를 관측할 수 있으며, 더 넓은 파장 범위에서 더 많은 과학적 발견을 기대할 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양이 죽으면 지구도 멸망하게 되는걸까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.태양은 수명이 있으며, 약 100억 년 동안 지속됩니다. 현재 태양은 46억 살 정도로, 앞으로 50억 년 정도의 수명이 남아 있습니다. 그러나 이후에는 크게 변화하게 됩니다.태양의 노화: 태양은 중심부에서 수소를 태우는 핵융합 과정을 거쳐 에너지를 생성합니다. 50억 년 후에는 중심부의 모든 수소가 소진되고 헬륨만 남게 됩니다. 이로 인해 태양은 적색 거성이 되며, 지구 크기의 고밀도 백색 왜성으로 변합니다.지구의 운명: 태양이 백색 왜성이 되면 지구는 태양의 중력에 의해 흡수될 것입니다. 이 때 지구는 태양의 화성 포함 태양계의 다른 행성 중 일부를 집어삼킬 것입니다. 그러나 이는 50억 년 후에 일어날 일이므로 지금은 걱정할 필요가 없습니다.중요한 점은, 태양이 지구를 삼키기 전에 환경오염, 소행성 충돌, 지진 등으로 지구가 멸망할 수 있다는 것을 우리는 지금부터 주의해야 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 블랙홀이 자전하는 것을 어떻게 밝혀낼 수 있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.블랙홀의 자전은 간접적으로 여러 방법으로 확인될 수 있습니다. 이런 방법들은 블랙홀의 존재를 알기 위해 과학자들이 연구한 내용입니다.알버트 아인슈타인의 예언: 1916년 독일 천체 물리학자인 카를 슈바르츠실트 (Karl Schwarzschild)에 의해 블랙홀에 해당하는 천체가 우주에 형성될 수 있을 것으로 예상되었습니다. 이는 아인슈타인의 일반상대성이론을 바탕으로 한 예측이었습니다.감마선 폭발: 블랙홀이 우주에 미치는 영향을 관찰해 그 존재를 알 수 있습니다. 감마선 폭발은 블랙홀이 형성되는 과정에서 발생하며, 이로 인해 엄청난 에너지가 방출됩니다. 이 에너지는 감마선으로 관측될 수 있으며, 블랙홀의 위치를 확인하는 데 도움이 됩니다.중력파: 블랙홀 쌍성은 중력 상호 작용에 의해 공간에 중력파가 발생할 수 있습니다. 2016년 미국 레이저간섭계 중력파 관측소 LIGO가 두 블랙홀이 합체했을 때 중력파 관측에 성공했습니다.블랙홀 그림자 관측: 블랙홀을 둘러싼 강착 원반을 높은 정밀도로 관측해 블랙홀 영향으로 강착 원반에 있는 그림자를 볼 수 있습니다. 이는 2019년 처녀자리 은하단 M87 초대 질량 블랙홀에서 관측되었습니다.이러한 방법들을 통해 블랙홀의 자전 속도와 다양한 특성을 연구하고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주는 팽창하고 있다던데 지구와 태양간 거리도 멀어질까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.우주는 팽창하고 있기 때문에, 지구와 태양 사이의 거리는 약간씩 멀어지고 있습니다. 그러나 이러한 멀어짐은 인간이 느낄 수 있는 정도의 크기는 아닙니다. 사실, 지구와 태양 사이의 거리는 지구 궤도가 기준이 되어 일년 365일 내내 거의 일정하게 유지됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 여름철온도가 높게올라가면 철도 철로가 휘어질수가있는지 궁금해요
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.여름철에는 기온이 높아지면 철도 레일이 길이 방향으로 늘어나는 현상이 발생할 수 있습니다. 이러한 현상은 레일이 휘거나 솟아오르는 결과를 초래할 수 있으며, 탈선사고나 열차 운행에 지장을 줄 수 있습니다. 실제로 2019년에는 KTX 천안아산역 인근의 고속철도 레일이 무더위에 늘어져 KTX 21개 편성이 속도를 시속 30㎞까지 낮춰 서행한 사례가 있었습니다.이러한 문제를 방지하기 위해 여름철에는 레일을 받치는 침목을 무겁게 하거나 자갈 또는 콘크리트 도상으로 꽉 잡아주는 등의 조치를 취합니다. 또한 레일을 연결할 때 약간의 틈을 두어 레일이 늘어나는 것을 어느 정도 받아줄 수 있도록 합니다. 이를 '이음매’라고 부르며, 이를 통해 레일의 변형을 최소화하고 열차 운행에 안전을 유지합니다.따라서 폭염에도 레일이 휘지 않게 하기 위해 이러한 방법들을 적용하고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주가 빅뱅으로 탄생했다는데 어떻게 아는거죠?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.빅뱅 이론은 현대 천문학에서 가장 널리 받아들여지는 우주의 기원 이론 중 하나입니다. 이 이론은 우주가 137억 9900만 년 전에 매우 밀도가 높고 뜨거웠던 작은 공간에서 '빅뱅’이라고 불리는 폭발로부터 시작되었다고 주장합니다. 이 폭발로 인해 우주는 급격하게 팽창하였고, 에너지와 물질이 형성되었습니다.빅뱅 이론은 우주의 먼 과거로 돌아가 우주의 탄생 순간을 설명하며, 그렇게 생성된 우주의 기반과 형태를 탐구합니다. 이론에 따르면, 우주의 확장은 무한대로 계속되며, 레드시프트 (적색편이) 현상으로 관찰되는 것처럼 먼 거리의 천체가 멀어지는 것을 설명합니다. 빅뱅 이론은 우주의 크기와 구조, 별과 은하의 형성 및 진화에 대한 이해를 높이고, 우리가 살고 있는 세계와 그 안에 존재하는 모든 것에 대한 이해를 확장하는데 중요한 역할을 합니다. 그러나 우주의 신비로움은 아직도 해결되지 않은 미스터리와 미래에 대한 질문이 많이 남아있습니다. 빅뱅 이론은 우주의 탄생과 함께 우리가 살고 있는 세계와 그 안에 존재하는 모든 것에 대한 이해를 확장하는데 중요한 역할을 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 행성마다 중력이 다 다른건지 궁금합니다!
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.행성마다 중력이 다르며, 이는 행성의 질량과 크기에 의해 결정됩니다. 뉴턴의 중력법칙에 따르면, 두 물체 간의 중력은 그 두 물체의 질량과 거리에 반비례합니다. 따라서, 행성의 질량이 클수록 그 행성에서의 중력은 강해지고, 거리가 멀어질수록 중력은 약해집니다. 예를 들어, 지구의 중력은 우리가 흔히 경험하는 중력이며, 다른 행성의 중력은 지구와 다를 수 있습니다. 이러한 중력의 차이로 인해 행성마다 다른 환경과 특성을 가지게 됩니다.
생물·생명
Q. 곰팡이는 항생제라는 물질을 갖게된 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.곰팡이는 항생제를 자연적으로 생산합니다. 이러한 능력은 곰팡이가 경쟁 상대인 세균을 제한하기 위한 것입니다. 여러 가지 중요한 항생제는 곰팡이로부터 분리될 수 있습니다. 그 중에서도 가장 유명한 것은 페니실린과 세파로스포린입니다. 이러한 항생제는 세균 감염을 치료하는 데 사용됩니다. 곰팡이는 우리에게 많은 의약품을 제공하며, 이는 인간의 건강과 복지에 큰 영향을 미칩니다.
토목공학
Q. 바다에 버려진 유리는 시간이 지나면서 표면이 하얗게 되던데 그 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.바다에 버려진 유리가 시간이 지나면 표면이 하얗게 변하는 이유는 해수와 파도, 모래 등에 의해 마모되어 둥글둥글해진 상태의 유리입니다. 이런 상태의 유리를 씨글라스라고도 합니다. 씨글라스는 바다에서 구할 때마다 숨은 보석을 찾는 느낌이라고 표현하기도 합니다. 이러한 바다유리는 오랜 세월 동안 바닷물과 파도, 모래 등으로 마모되어 둥글둥글해지며 표면의 염분이 제거되기 때문에 하얗게 변합니다. 세척과 살균 과정을 거친 후 바다유리는 업사이클링 아트로 다시 태어나게 됩니다. 이렇게 바다유리를 활용해 새로운 가치를 부여하는 피스플래닛과 같은 활동이 환경 보호에 큰 도움이 되고 있습니다.
생물·생명
Q. 기억은 어떻게 뇌에 저장되는건가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.기억은 뇌의 신경 회로망에서 저장됩니다. 간단히 말하면, 신경세포(neuron) 사이의 연결을 통해 기억이 형성됩니다.기억의 기초는 시냅스(synapse)입니다. 시냅스는 뇌 세포 사이의 작은 간격입니다. 뇌 세포 또는 뉴런은 우아한 전기화학 시스템을 통해 서로 통신합니다. 한 세포의 전기적인 변화가 시냅스를 통해 화학물질인 신경전달물질(neurotransmitter)을 방출시킵니다. 이 신경전달물질은 간격 반대편의 뉴런에 흡수되어 그 세포에서 전기적 변화를 유발합니다. 이렇게 하여 기억이 인코딩된 회로가 형성됩니다.기억은 여러 뇌 영역에 저장됩니다. 가장 중요한 것은 히포캄퍼스(hippocampus)입니다. 히포캄퍼스는 실제로 뇌 깊숙한 곳에 위치한 두 개의 영역으로, 해마처럼 말린 모양을 하고 있습니다. 이 두 영역은 초기 기억 형성에 중요하며, 단기 기억에서 장기 기억으로의 기억 전달에 핵심적인 역할을 합니다. 단기 기억은 20~30초 동안 지속되며, 반복하지 않으면 기억이 사라집니다. 예를 들어, 새로운 전화번호를 다이얼할 때까지 기억할 수 있지만, 반복하지 않으면 기억이 사라집니다. 정보를 반복하거나 기억하려고 할 때 히포캄퍼스가 활성화되어 회로를 강화시킵니다.