안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 지구의 내핵이 철과 니켈로 구성되어 있다고 하는데 외핵은 무엇으로 구성되었나요?
지구 내핵과 외핵은 모두 철과 니켈을 주성분으로 가지고 있지만 내핵은 고체, 오핵은 액체상태를유지하게 됩니다. 내핵은 온도가 5~6000도 정도가 되며 압력이 330~360GPa정도에 달하기에 초고압에서 철과 니켈이 녹지 않고 고체 결정 구조를 유지하게 되는것이지요. 철은 질량의 대부분을 차지하며 높은 밀도와 고열전도율을 바탕으로 지구 내부 에너지 전도에 기여하게 되며 니켈은 철과 함꼐 합금의 형태로 내핵의 결정 구조에 안정성에 기여하게 됩니다. 외핵의 경우 높은온도에 비해 압력이 상대적으로 낮기에 철과 니켈이 노강 있는 상태로 존재하게 됩니다. 외핵은 액체 금속이 대류 운동을 하며 회전하는 지구의 자전에 의해 전류가 유도되며 이 전류 흐름이 자기장을 만들어내는 다이나모 이론에 의해 지구를 우주 방사선으로부터 보호하는 역할을 하게 해주지요!
Q. 우주에서 아주 먼 거리에 위치한 항성의 크기 측정은 어떻게 하나?
Stephenson 2-18과 같은 수천광년 떨어진 항성의 크기는 직접 잴수 없기에 밝기와 온도를 이용하여 추정하는 것이죠. 스테판 볼츠만의 법칙을 통하여 항성의 절대광도와 표면온도를 알게 되면 L=4πR2σT4이라는 공식을 이용하여 광도와 표면온도를 바탕으로 반지름인 R값을 추정하게 하는것이지요. 가까운 별은 연주시차로 직접 거리 측정이 가능하지만 먼 거리는 이러한 방식으로 이용하는것입니다. 극단적으로 먼별으 ㅣ경우 성간먼지나 관측장비의 한계등으로 인하여 신뢰성이 많이 하락되지만, 이러한것들을 정확하게 추정하는 방안에 대해 지속적인 통계와 자료들을 바탕으로 정확성을 높이려고 하고 있지요!
Q. 우리나라 우주 발사체 스타트업이 발사체를 쏘았다고 하네요.
국내 스타트업이 개발한 발사체가 성공하였다는 소식을 통해 우리나라 우주 산업은 새로운 이정표에 접해있께 되는데 이를 통하여 민간 기업이 우주 발사체의 개발과 발사를 모두 할 수 있는 역량이 있따는 사실을 반증하고 있습니다. 발사체의 개발과 발사는 막대한 비용과 기술력이 요구되는 분야이기에 정부에서도 민간 우주 산업의 성장을 지원하기 위해 다양한 정책을 추진하고 있으며 과학기술정보통신부에선 우주항공청 설립운영 기본계획을발표하였고 우주 산업 육성을 위한 정책을 수립하고 지원하고 있다고 하지요. 이러한 지원에 힘입어 기술의 검증과 우주 발사체 개발역량 확보를 바탕으로 국내 스타트업들이 소형 위성 발사 서비스나 우주 물류, 통신 위성운용 등의 다양한 우주 산업을 진행 할 수 있을 것으로 보여집니다.
Q. 올해 기상 예보를 보다보니 엘니뇨 라니냐 뭐 이런말이 있던데 이게 뭔가요?
엘리뇨와 라니냐현상은 열대 태평양의 해수면 온도 변화와 관련된 현상으로서 지구 전역의 날씨와 기후에 영향을 주고 있지요. 엘리뇨는 아기예수라는 스페인어로 적도 태평양의 해수면 온도가 평년보다 높아지는 현상입니다. 동아시아는 겨울에 따뜻하고 건조해지고 눈이 적게 오고 따뜻한 겨울이 유지되며 남미는 비가 많이 오고 홍수의 위험이 있습니다. 동남아/오스트레일리아는 가뭄이 발생하지요. 라니냐는 스페인어로 아기 여자아이라는 뜻으로 적도 태평양의 해수면 온도가 평년보다 낮아지는 현상이죠. 동아시아는 겨울에 추워지고 눈이나 비가 많아지며 남미는 가뭄이 동남아와 오스트레일리아는 비가 많이와 홍수의 위험이 있지요. 엘리뇨와 라니냐는 2~7년을 주기로 번걸아가며 나타나고 있습니다. 한 해에 완전히 전환되기보단 몇개월간의 과도기를 겪으면서 천천히 바뀌며 2025년은 엘리뇨에서 라니냐로 변환되는 시기입니다.2024년 하반기까진 엘리뇨였으며 2025년 봄에서 현재까지 중립기로서 2025녀 하반기부터 2026년 초까지 라니냐로 바뀌고 있는 시기입니다. 엘리뇨와 라니냐는 단순하게 물온도뿐만 아니라 바람 패턴의 변화와 이에 따른 대기 순환의 변화가 일어나기에 전세계 기압과 기온에 영향을 주게 됩니다.
Q. 양자역학에서의 슈윙거 효과와 우주 조기종료 의 관련성은 어떻게 설명되나?
고전적인 우주론에선 빅크런치(우주의 질량 밀도가 임계 밀도를 초과하면 중력이 팽창을 극복하고 다시 수축하여 고밀도의 특이점으로 붕괴되는 현상), 빅프리즈(우주가 계속 팽창하고 별과 은하는 점점 멀어져 에너지가 분산되며 차가운 우주만 남게 됨), 영원한 팽창(우주의 밀도가 임계 밀도보다 낮아 중력의 억제가 부족하여 무한히 팽창하게 됨)으로 우주의 종말을 설명해내는데요. 현대 물리학에선 우주의 조기종료 시나리오도 고려되고 있습니다. 강력한 전기장 아래에서 진공에서 입자-반입자 쌍이 생성되는 양자현상으로서 충분히 강한 전기장이 있따면 진공이 불안정해지며 전하가 없는 상태에서도 전자-양전자 쌍이 자발적으로 생성될수 있따고 보고 있지요. 우리의 우주는 거짓진공 상태에 있을수도 있따고 가능성을 가지며 최소에너지상태가 아닐수도 있다고 보는 것이지요. 이러한 상태가 지속되면 특정 에너지 임계치를 넘거나 양자 터널링이 일어나 거짓 진공이 붕괴되고 진정한 진공으로 전이되며 이과정에서 엄청난 에너지의 방출과 함께 우주의 물리 법칙을 바꾸게 되는 것이지요~ 특수한 상황에선 전기장이 이처럼 변하게 되어 입자-반입자 쌍 생성을 유도하고 이로 인하여 에너지 밀도가 더욱 증가하게 되면 진공 붕괴를 가속화 합니다. 진공붕괴가 일어난 영역에서 우주의 물리상수가 바뀐 거품이 생기게 되면서 빛보다 빠르게 팽창하게 되면 기존 우주의 영역을 파괴하여 전 우주를 지워버리는 것이지요.