안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 태양은 지구에서 측정할 수 없는 거리에 있는데도, 그 뜨거운 열과 빛을 발하는데, 그 빛과 열의 에너지는 어떻게 생성이 되는 것인가요?
태양의 경우 중심핵이 압력과 온도가 매우 높은데 약 1500만도 정도입니다. 지구 대기의 수백억배 수준인것이죠. 이로 인하여 수소 원자핵이 서로 융합할수 있께 되고 헬륨 원자핵으로 바뀌며 막대한 에너지를 방출시키게 되는데. 이를 양성자-양성자 연쇄 반응 즉 pp반응이라고 합니다. 두개의 수소원자핵이 융합하여 중양성자를 만들고 여기에 또 하나의 양성자를 결합하여 헬륨-3를 형성하고 헬륨-3 두개가 다시 융합하여 헬륨-4와 양성자두개 그리고 에너지를 만들게 되는데 매초 약 6억톤의 수소가 소모되며 5억9천만톤의 헬륨이 만들어지며 4*10^26W의 에너지가 만들어지게 된다고 알려져 있습니다.태양 내부는 핵, 복사층, 대류층, 광구, 채층과 코로나로 구성되어 있꼬 에너지가 중심에서부터 순차적으로 전달되며 태양에서 방출된 에너지는 빛의 형태로 우죽 ㅗㅇ간을 직진하고 진공상태인 우주도 전자기파는 톹ㅇ과할수 있기에 매질 없이도 전달을 하게 되고 지구에 도달하면 일부는 대기에서 산란, 일부는 지표면에 흡수되며 열 에너지를 전환하게 하지요. 이 열은 우리가 느끼는 햇볕의 따뜻함입니다.
Q. 인류는 언제쯤 우주여행을 할수 있을까요?
고도 약 400~600km사이에 있는 국제우주정거장의 경우 상업 우주비행으로 진입을 하고 있으며 민간인도 조만간 수억원~수백억원의 비용을 통해 우주 여행을 경험할수 있습니다. 또한 스페이스X사는 2030년 화성 유인탐사를 계획하고 있따고 하며 나사 또한 2040년 전후로 이를 추진하겠다고 하지요. 태양계 밖까지 가는데는 현실적으로는 불가능하며 조만간 우주에 나아가는것이 가능할 것으로 보여집니다!
Q. 블랙홀의 사건의 지평선은 어떤 개념이며, 그 너머의 공간은 현재의 과학으로 어떻게 설명되고 있나요?
사건의 지평선은 블랙홀에서 중력의 영향이 너무 크게 되어 빛조차 빠져나올수 없는 경계썬으로서 넘어가게 되면 다시는 외부로 정보를 전달할수 없는 지역입니다. 빛, 전파, 중력파도 밖으로 빠져나올수 없으며 현재까지 그 너머를 관측하는것은 불가하며 물리학적 모델은 수학적으로 예측하지만 실험적으로 검증이 어렵게 되는것이지요.2019년 발표된 처녀자리 M87 은하 중심의 블랙홀을 관측한 결과 우리가 본 그 블랙홀의 이미지는 실제로 사건의 지평선 주변에서 방출된 빛의 그림자를 관측하게 되었으며 2022년엔 우리 은하 중심의 블랙홀도 관측하게 되었답니다.
Q. 지구 대기의 성층권과 대류권의 차이는 무엇인가요?
지구 대기는 고도에 따라서 대류권-성층권-중간권-열권 으로 나뉘게 되며 대류권과 성층권은 지표면과 가까우며 대부분의 기상현상과 항공기의 활동층으로 사용됩니다.비행기가 대류권 상부를 나는 것은 기상현상이 적고 안정적이기 때문이며 연료의 효율성을 향상시키고 속도와 항속거리를 극대화하게 됩니다.
Q. 온실효과에 따른 생태계 변화에 대해 알려주세요
온실효과는 단순히 지구의 기온을 높이는 현상 이외에도 해수면의 상승과 생태계 변화에 영향을 미치는 기후 시스템의 핵심요소입니다. 이산화탄소나 메탄, 아산화질소, 수증기등의 대기중의 온실가스가 태양 복사에너지를 지표에서 반사된 적외선 형태의 열을 잡아두는 형태로서 생명체가 살기 위해 지구 평균 기온을 일정하게 유지시키는 현상이죠. 온도가 오르게 된다면 바닷물도 팽창을 하게 되고 바다의 평균 온도가 오르면서 물 자체의 부피가 증가하며 해수면이 올라가게 됩니다. 이에 따라 그린란드와 남극 대륙의 빙상, 고산지역의 빙하등이 녹게 되고 육지에 있떤 고체 상태의 물이 바다로 흘러들어가며 해수량을 증가시키게 하지요. 현재의 속도라면 2100년까지 해수면은 0.6~1미터까지 상승할수 있따고 보고 있습니다. 이로 인해 해안 서식지의 침수와 소멸, 서식지의 북상과 멸종위기, 해양 생태계의 산성화 및 온도 변화,담수 생태계와 농업에 간접적인 영향을 ㅁㅣ치게 합니다.