안녕하세요 전형진 전문가입니다.
Q. 소금이 알코올에 녹지 않는 이유가 궁금합니다
안녕하세요. 전형진 과학전문가입니다.염화나트륨이라고도 하는 소금은 양전하를 띤 나트륨 이온(Na+)과 음전하를 띤 염화이온(Cl-)으로 구성된 화합물입니다. 반면에 알코올은 극성 용매입니다. 즉, 한쪽 끝에는 양전하를, 다른쪽에는 음전하를 띤 분자로 구성되어 있습니다. 소금이 물에 첨가되면 극성 물 분자가 이온을 둘러싸고 분리하여 소금이 용해되도록 합니다. 이 과정을 "이온-쌍극자 상호 작용"이라고 하며 극성 물 분자가 이온의 전하를 끌어당겨 분리하여 용액에서 자유롭게 움직일 수 있기 때문에 발생합니다. 반면에 알코올은 물만큼 극성이 아니며 알코올 분자와 이온 사이의 인력 강도는 이온 결합을 끊고 염을 용해시키기에 충분하지 않습니다. 소금은 알코올에 완전히 용해되지 않고 작은 고체 입자가 액체에 현탁된 혼합물인 현탁액을 형성하며 이는 알코올의 작은 덩어리 또는 입자로 볼 수 있습니다. 알코올에 대한 소금의 용해도는 알코올의 종류에 따라 달라지며, 일부 알코올은 극성이 더 높고 다른 알코올보다 더 많은 소금을 용해할 수 있습니다. 요약하면, 소금은 강한 이온 결합에 의해 함께 유지되는 양전하 및 음전하 이온으로 구성됩니다. 물은 이온을 둘러싸서 이러한 결합을 끊고 염을 용해할 수 있는 반면, 알코올은 극성이 낮고 이온 결합을 덜 잘 끊기 때문에 염이 알코올에 완전히 용해되지 않습니다.
Q. 화성과 지구가 가장 비슷한데도 살지 못하는 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 전형진 과학전문가입니다.인간이 현재 화성에서 살 수 없는 몇 가지 이유가 있습니다. 주된 이유 중 하나는 그 행성이 인간의 생명을 지탱할 수 없는 매우 얇은 대기를 가지고 있기 때문입니다. 화성의 대기는 대부분 이산화탄소로 이루어져 있는데, 이것은 인간이 숨을 쉴 수 있는 것이 아니다. 게다가, 화성의 대기압은 지구의 압력의 약 1%로, 인간의 생명을 지탱하기에는 충분하지 않습니다.인간이 현재 화성에서 살 수 없는 또 다른 이유는 지구처럼 보호 자기장이 부족하기 때문입니다. 화성은 강한 자기장을 가지고 있지 않은데, 이것은 이 행성이 자외선, 우주선, 그리고 태양 플레어를 포함한 해로운 태양 복사로부터 보호받지 못한다는 것을 의미합니다. 이것은 화성의 표면에 있는 인간들이 그들의 건강에 위험할 수 있는 높은 수준의 방사능에 노출될 것이라는 것을 의미합니다.화성의 온도는 또한 인간의 거주에 문제를 제기합니다. 화성의 온도는 겨울에 -125°C (-195°F)까지 떨어지고 여름에는 20°C (68°F)까지 떨어질 수 있습니다. 이 온도들은 인간의 생존에 적합하지 않으며, 가혹한 환경으로부터 인간을 보호하기 위한 특별한 기술의 개발이 필요할 것입니다.마지막으로, 물은 인간의 생존을 위한 기본적인 요소이고 화성 표면에는 액체 상태의 물이 없고, 물은 대부분 얼음의 형태로 존재하며, 희소하기 때문에 접근하고 사용하기가 어렵습니다.과학자들과 기술자들이 물을 추출하는 기술을 개발하는 것과 같이, 이러한 도전들을 극복하고 미래에 화성에 인간 거주를 가능하게 하는 방법들을 연구하고 있다는 것에 주목할 필요가 있습니다
Q. 우주 배경 복사 이론 궁금합니다.
안녕하세요. 전형진 과학전문가입니다.우주 마이크로파 배경(CMB)으로도 알려진 우주 배경 복사(CBR)는 우주를 가득 채우고 약 2.725 켈빈의 온도를 가진 희미하지만 만연한 빛입니다. 그것은 약 138억년 전에 우리 우주를 창조했던 에너지의 강력한 폭발인 빅뱅의 잔광으로 생각되는 전자기 복사의 한 형태입니다.빅뱅 이론은 우주가 엄청나게 뜨겁고, 밀도가 높고, 작은 점에서 시작되었고, 그 이후로 팽창하고 냉각되어 왔다고 제안합니다. 우주가 팽창하고 냉각되면서, 방사선의 에너지는 더 긴 파장으로 확장되었고, 오늘날 우리가 관찰하는 마이크로파 방사선이 되었습니다.CBR은 가시광선, 전파 및 X선과 유사한 전자기 방사선의 한 형태입니다. 그것은 전자기 스펙트럼의 마이크로파 부분에 있는데, 이것이 우주 마이크로파 배경이라고도 불리는 이유입니다.1964년 과학자 Arno Penzias와 Robert Wilson에 의한 CBR의 발견은 빅뱅 이론에 대한 최초의 직접적인 증거를 제공했습니다. 방사선은 매우 균일하며, 100,000분의 1 정도의 작은 변화만 있습니다. 하늘을 가로지르는 CBR의 균일성과 등방성은 또한 우주가 균질하다는 것을 나타내는 것이고, 그것은 우주가 모든 방향에서 똑같이 보인다는 것을 의미하며, 등방성, 그것은 방사선의 온도가 모든 방향에서 같다는 것을 의미합니다. 이것은 우주가 매우 뜨겁고 밀도가 높은 상태에서 시작되었고 그 이후로 팽창하고 냉각되어 온 빅뱅 모델과 일치합니다.요약하자면, 우주 배경 복사는 빅뱅의 잔광이며, 우주를 채우고 약 2.725 켈빈의 온도를 가진 희미하지만 만연한 빛이며, 전자기 복사의 한 형태이며 빅뱅 이론의 가장 중요한 증거 중 하나로 간주됩니다.
Q. 우주배경복사가 왜 팽창론의 증거가 되나요?
안녕하세요. 전형진 과학전문가입니다.우주 배경 복사(CBR)는 약 138억 년 전에 우리 우주를 만든 에너지의 강렬한 폭발인 빅뱅의 잔광입니다. 그것은 우주를 가득 채우고 약 2.725 켈빈의 온도를 가진 희미하지만 널리 퍼진 빛입니다.빅뱅 이론의 핵심 증거 중 하나는 우주 마이크로파 배경 복사(CMB)입니다. 이 방사선은 우주가 여전히 매우 뜨겁고 밀도가 높았던 빅뱅의 여파로 생각됩니다. 우주가 팽창하고 냉각되면서, 방사선의 에너지는 더 긴 파장으로 확장되었고, 오늘날 우리가 관찰하는 마이크로파 방사선이 되었습니다.1964년 과학자 Arno Penzias와 Robert Wilson에 의한 CMB의 발견은 빅뱅 이론에 대한 최초의 직접적인 증거를 제공했습니다. CMB 방사선의 발견은 빅뱅 이론의 예측과 일치했고, 하늘을 가로지르는 방사선의 균일성은 우주가 뜨겁고 밀도가 높은 상태에서 시작되었고 그 이후로 계속 팽창하고 있다는 생각으로 설명됩니다.하늘을 가로지르는 CMB 방사선의 균일성과 등방성은 또한 우주가 균일하다는 것을 나타내는 것이고, 그것은 우주가 모든 방향에서 똑같이 보인다는 것을 의미하며, 등방성은 방사선의 온도가 모든 방향에서 같다는 것을 의미합니다. 이것은 우주가 매우 뜨겁고 밀도가 높은 상태에서 시작되었고 그 이후로 팽창하고 냉각되어 온 빅뱅 모델과 일치합니다.요약하자면, 우주 배경 복사는 팽창 이론의 증거입니다. 왜냐하면 우주가 한때 매우 뜨겁고 밀도가 높았고 그 이후로 팽창하고 냉각되고 있다는 것을 확인하기 때문입니다. 이것은 빅뱅 이론의 근본적인 예측 중 하나입니다.
Q. 공기의 저항이 없다면 인간의 100m 기록은 몇초가 나올까요?
안녕하세요. 전형진 과학전문가입니다.공기 저항 없이 인간 100m 기록이 얼마나 빠를지는 주자의 기술, 근육량, 힘 등 다양한 요소에 따라 달라지기 때문에 정확하게 추정하기 어렵습니다. 하지만 공기 저항이 주자들의 속도를 늦추는 데 중요한 역할을 한다는 것이 일반적인 의견입니다.항력이라고도 알려진 공기 저항은 공기를 통해 움직이는 물체의 움직임에 반대하는 힘입니다. 물체의 속도가 증가하면 항력도 증가합니다. 100m를 달리는 스프린터의 경우 공기 저항으로 인해 전체 시간의 최대 2%의 속도가 감소할 수 있습니다.남자 100m의 현재 세계 기록은 2009년 우사인 볼트가 세운 9.58초입니다. 공기저항이 전체 시간의 2%인 것을 감안하면 공기저항이 없는 100m 기록은 9.38초 정도가 됩니다. 하지만, 이것은 단지 추정일 뿐이며 그 밖에도 많은 요인들이 작용합니다.이러한 추정치는 바람의 저항이 주자의 속도에 영향을 미치기 때문에 진공 상태에서 주자가 같은 속도로 달릴 것이라는 가정에 기초하고 있으며, 여기에 더해 주자의 근육량, 강도, 기술 등이 공기 부족에 의해 영향을 받는다는 점에 주목할 필요가 있습니다.