안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주여행의 미래에 대해서 궁굼해요.
우주 여행은 빠르게 발전하고 있으며 5~10년 내에 달 탐사와 우주 관광이 현실화될 가능성이 높다고 알려져 있지요~ 달과 화성 탐사 등에 대해서 여러 의견들이 나오고 있으며 특히 달탐사는 5~10년 내에 가능할것으로 보고 있지요~ 이외에도 화성탐사나 우주정거장 우주관광 등의 현실성 잇는 의견들이 나오고 있답니다! 우주에 대한 영토권은 없기에 여러 자원들의 경우 먼저 자원채굴이나 기지 건설등을 통하여 영향력을 확보할 수 잇께 될것입니다!
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Q. 지구의 대기는 어떻게 구성되어있고 지구의 생명체들에게 어떤 영향을 주나요
지구의 대기는 지구 표면을 둘러싸고 있는 기체층으로서 다양한 기체들로 구성되어 있지요~ 순서대로 많은 순서인데, 질소, 산소, 아르곤, 이산화탄소, 수증기, 네온, 헬륨, 메탄, 크립톤,수소 등으로 구성되어 있으며 지구의 대기권은 대류권, 성층권, 중간권, 열권, 외기권 등으로 구성이 되어 있습니다! 지구대기는 생명체의 존재와 생존에 중요한 역할을 하게 되며 호흡을 위한 산소를 공급하며, 자외선으로부터 보호를 해주며, 기후와 온도를 조절하고, 물의 순환과정과 생명체의 대사조절을 해주는 역할을 하게 됩니다. ㅇ로 인해 인류는 농업, 항공, 에너지, 통신등의 다양한 분야에서 사용을 하고 있으며 인류 뿐만 아니라 지구 생명체에게 굉장히 중요한 역할을 하게 되지요!
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Q. 지구의 자전축이 기울어진과 계절과는 어떤 관계인가요
지구의 자전축은 23.5도 기울어져 있는 상태로 공전을 하게 되고 이에 따라 계절의 변화를 경험하지요. 지구는 북극에서 남극으로 연결된 가상의 축을 중심으로 자전하고 이 자전축은 지구의 공전궤도 평면에서 약 23.5도 기울어져 있게 되며, 지구의 자전축은 공전하는 동안에도 항상 같은 방향을 유지하게 됩니다. 지구의 자전축 기울기는 태양 빛이 지구의 각 지역에 도달하는 양과 각도를 변화시키게 되며 이에 따라 계절의 변화가 나타나게 되지요. 북반구가 태양 쪽으로 기울어져 있기에 태양빛이 직사로 내리 쬐게 됩니다. 북반구에서 낮의 길이가 일거지고 태양의 고도가 높아지면서 더 많은 에너지가 지표면에 전달되게 됩니다 직사광선으로 에너지가 집중되며 기온이 상승하며 여름이 되게 되는것이지요. 북반구가 태양에서 멀어져 있어, 태양빛이 경사진 각도로 지표면에 도달하고 낮이 짧아지며 태양의 고도가 낮아지고 빛의 더 넓은 지역에 퍼져 약해지고 햇빛의 에너지가 약해져 추운 겨울이 되게 됩니다. 봄과 가을은 지구의 자전축이 태양에 대해 기울어지지 않고, 태양빛이 적도에 수직으로 비추게 됩니다. 지구의 모든 지여에서 낮과 밤의 길이가 거의 동일하게 되는것이지요.남반구는 북반구와 정확하게 반대가 된답니다! 하지만 자전축은 세차운동을 하게 되며 41,000년을 주기로 22.1도에서 24.5도 사이에서 기울기가 변화하게 됩니다.
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Q. "암흑물질"이 정확한 어떤 것이고 실존하나요?
암흑물질이란 우주에서 빛이나 다른 전자기파를 흡수하거나 방출하지 않는 미지의 물질로서 직접 관측은 안되었지만 중력적인 영향으로 흡수하거나 방출하지 않는 미지의 물질입니다. 은하의 회전 곡선을 관찰할때 은하 중심에서 멀리 떨어진 별들도 예상보다 빠르게 회전하고 있었는데 만약 중력이 오직 보이는 물질에 의해서만 발생한다면, 외곽의 별들은 훨씬 느리게 우밎ㄱ여야 하지만 별들이 빠르게 회전하고 있다는 사실을 발견하였고 이를 통해 보이지 않는 질량인 암흑물질이 있구나 라고 생각하게 됩니다. 은하단내의 은하들은 서로 중력으로 묶여 있게 되는데 보이는 물질의 질량만으로는 은하들을 잡아 둘 수 없게 됩니다. 은하단의 질량을 정확하게 설명하기 위해 필요한 것이지요. 아이슈타인의 일반 상대성 이론에 따르면 질량이 큰 물체는 빛을 휘게 할 수 있게 되는데 이를 중력렌즈라고 하지요. 관측된 중력 렌즈현상에서 렌즈 역할을 하는 질량이 실제로 보이는 물질보다 훨씬 크며 이를 통해 암흑물질의 존재를 시사하게 합니다. 이후 빅뱅 이후 남겨진 우주 배경 복사를 분석하였을대 우주의 밀도 변동 패턴이 암흑 물질의 존재와 일치하게 된것이죠!
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Q. 천둥 번개는 왜 비가 올때만 치는 건가요?
천둥과 번개는 뇌운에서 발생하는데 이는 따뜻하고 습한 공기가 빠르게 상승하며 구름을 형성하게 되고 상승 기류에 의해 공기가 높은 고도까지 올라가게 되면서 온도가 낮아져 응결이 발생하게 됩니다. 이 과정에서 구름이 점점 커지고 최대 10~20km의 수직 구름을 만들게 되지요~ 상부는 양전하 하층부는 음전하를 형성하고 구름 내의 물방울, 얼음결정, 눈결정이 서로 충돌하게 되면서 발생하게 되는것입니다. 이로 인한 전기적 불균형으로 특정한 임계치가 넘게 되고 구름 내에서 전기가 방전되고 번개를 만들어내게 됩니다. 이때 엄청난 에너지가 방출되고 순간적으로 팽창하며 충격파를 발생시키는 것이 천둥이지요! 적란운 자체가 비를 많이 포함하는 구름이기에 천둥번개는 비가 올때 발생하게 된답니다! 맑은 날도 생길수는 있지만 거의 드물지요!