안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 아인슈타인 탐사선이 관측한 X선 방출이 일반 상대성 이론에 미치는 영향은?
아이슈타인 탐사선이 관측한 X선 방출은 일반상대성이론의 중요한 실험적 뒷받침이 되었습니다. 아이슈타인 탐사선은 1978년 발사되었으며 우주 X선 천문학을 위한 최초의 이미징 X선 망운경을 탑재하여 블랙홀, 중성자별, 초신성 잔해 등 고에너지 천체에서 방출되는 X선을 관측하는 목적으로 발사되었습니다. 블랙홀이나 중성자별은 스스로 빛을 내지 않지만, 주변의 물질이 강착원반을 형성하며 수백만~수천만 K의 고온을 가열하여 X선을 방출합니다. 아이슈타인 탐사선은 이러한 X선 방출 구조와 시간적 변화를 정밀하게 관측해 물질이 이론적으로 예측된 중력 퍼텐셜 내에서 운동하고 있다는 증거를 발견하게 되었지요. 일반 상대성 이론은 강한 중력장에서 빛의 경로가 휘어지고 시간지연이나 중력붉은편이 현상등이 발생할것으로 예측해내게 되고 X선 방출선의 스펙트럼 변화나 방출위치의 시공간 왜곡 효과를 분석하여 아이슈타인 이론의 예측과 부합함을 보게 되었습니다. 이에 따라 이전까지 실험적으로 확인이 어려웠떤 강한 중력장 영역에서의 검증을 가능하게 하였으며 강착원반에서 나오는 X선 스펙트럼이 중력장에 의해 붉은편으로 이동하는 현상을 관측하게 되었으며 이를 통해 시공간의 곡률 개념이 실제 중력 천체 주변에서도 유효함을 입증하게 되었습니다.
Q. 웜홀이라는 이론적인것이 가능 하다고 보시나요?
웜홀은 시공간의 두 지점을 연결하는 터널 같은 구조로 마치 우주의 한 점에서 다른 점까지 지름길을 만드는 통로로 이론적으로 블랙홀의 특이한 확장 형태로 이해되기도 합니다. 웜홀을 통해 시간여행이 가능하다고 이론상으로는 보지만 웜홀은 자연상태론 즉시 붕괴되며 안정적으로 유지하려면 특이한 에너지가 필요하고 워뫃ㄹ을 안정화하려면 음의에너지가 있어야 하는데 현재까지 실험적으로 존재를 확인하기 불가능하지요. 내부에 물질이 들어가면 중력으로 붕괴하거나 닫힐 가능성이 높으며 시간여행이 가능하다면 인과율이 무너질 수 있게 됩니다.
Q. 달이 지구에 미치는 영향은 무엇이며, 만약에 달이 없다면 지구에 생명체 존재?
달은 지구에 조석력으로서 중력이 지구의 바닷물을 끌어당기며 밀물과 썰물 현상을 만들게 되어 달이 없으면 조수의 변화가 약해지고 해안 생태계와 해류 시스템이 무너지게 되겠지요. 또한지구의 자전칙이 23.5도로 기울어진 상태를 지속적으로 안정화시키는 역할을 하며, 지구의 자전속도를 점점 느리게 하는 역할을 ㅎㅏ고 있습니다.
Q. 지진파 중 P파와 S파의 차이를 설명해주세요.
P파의 경우 종파와 압축파로서 이동속도가 빠르고 가장 먼저 도달하여 Primary Wave입니다. 진동방향과 진행방향이 같아 고체액체기체 모두 전달하게 되며 S파는 횡파로서 이동속도가 3~5km/s로 굉장히 느리지요. 2차로 도달하며 진동방향과 진행방향이 서로 수직으로 위아래로 흔들리며 고체만 움직이게 됩니다. P파는 입자들이 앞뒤로 진동하며 진행 방향과 같은 방향으로 에너지를 전달하고 음파처럼 압축과 팽창을 반복하여 물질 내부를 쭉 밀고 나가는 느낌으로 나아갑니다. S파의 경우 입자들이 진행 방향에 수직방향으로 진동하고 물체의 형태를 흔드는 방식으로 움직이게 됩니다. 이를 통해 S파가 외핵을 ㅗㅌㅇ과하지 못한다는 사실로 외핵이 액체임을 확인하게 되었으며 여러지역의 지진계에서 P파와 S파의 도달시간 차이로 진원지 위치가 계산될수 있지요.
Q. 암석의 변성 작용 중 접촉 변성과 광역 변성의 차이를 알려주실수 있을까요?
크게 2가지라 나뉘게 되는데 접촉변성작용과 광역변성작용입니다. 접촉변성작용이란 마그마가 기존의 암석을 직접 가열하면서 암석이 변성되는 작용으로 마그마가 지표 가까이 침입하면서 주변의 기존 암석과 고온의 열 자극을 받게 되며 압력은 거의 변하지 않으며 온도가 급격하게 높아지는 지역에서 나타나게 됩니다. 이에 따라 암석의 구조가 결정질이 잘 발달하고 조립질과 띠 구조는 잘 나타나지 않게 되며 국지적으로 접촉대를 형성하여 석류석이나 사장석, 석영 등의 고온의 광물을 만들게 해줍니다. 광역변성작용은 넓은 지역에서 고온과 고압이 동시에 작용하며 암석이 깊이 매물되며 변성되는 작용으로 판의 충돌이나 산맥의 생성대에서 지각이 깊이 묻혀 오랜시간 고온과 고압환경에 놓이며 형성됩니다. 주로 조산대나 대륙의 충돌대에서 발생하게 되며 편마구조나 엽리구조 등의 층상과 띠 구조가 발달하고 넓은지역에서 생겨나며 석류석과 휘석, 녹니석, 흑운모 등의 광물을 만들게 해줍니다. 변성암은 지각 깊은곳에서의 온도 압력 조건을 보여주는 자연 기록장치이기에 굉장히 중요하며 이를 통해 판구조론의 증거를 찾을 수도잇게 됩니다!