안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 명왕성이 태양계에서 사라지게 된 이유는 무엇일까요?
명왕성은 1930년 클라이드 톰보라는 학자가 발견하였으며 이후 기술이 발전하며 1990년대 명왕성과 비슷한 천체들을 해왕성 바깥쪽인 카이퍼벨트에서 많이 발견하게 됩니다. 결정적으로 2005년 명왕성보다 더 큰 에리스가 발견되며 행성으로 간주해야 하는지에 대한 여부를 과학자들이 고민하게 되지요. 2006년 국제천문연맹에서는 행성에 대한 정의를 새롭게 하며 명왕성이 퇴출되게 됩니다. 행성은 첫째 태양을 공전하고, 둘째 구형을 유지할만큼의 자체 중력을 가지고 셋째, 공전 궤도 주변을 깨끗하게 정리하여야 하는데 명왕성은 이 3번째를 충족하지 못하고 해왕성 궤도와 겹치는 부분이 있으며 카이퍼 벨트에서 숨낳은 천체와 함께 공전하여 공전궤도를 정리하지 못하기에 제외시키고 왜소행성으로 재분류하게 됩니다!
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Q. 안녕하세요. 언제나 당신 편입니다. 생명체의 기원은 어떻게 되나요? 궁금합니다.
과학적인 연구에 의하면 생명은 약 35~38억년전 지구의 원시 환경에서 화학적인 반응을 통하여 자연적으로 발생했다고 이야기합니다. 생명체의 기원에 대해 아직까지 명확하게 밝혀지진 않았찌만 여러 이론들이 존재하지요~ 원시 스프 가설이라고 자연적으로 원시바다에서 생명체의 기본 요소가 생성되었다는 가설입니다. 알렉산더 오파린과 J.B.S.홀데인에 의해 원시 지구에서 번개, 자외선등의 에너지가 화학반응을 일으키게 되며 아미노산과 같은 유기 분자가 생성되었따고 보는것입니다. 밀러-유리 실험에 의해서 원시 지구 환경에서 생명체의 기본 물질이 자연적으로도 생길수 있음을 증명하기도 하였습니다. 스탠리 밀러와 해럴드 유리가 실험을 하였는데 원시 지구 대기와 비슷한 기체를 담은 용기에 전기 스파크를 가하니 일주일 후 실험 용액에서 20종 이상의 아미노산이 생성되었따고 하지요. 이외에도 산순한 분자에서 생명으로 발전하게되었다고도 보는데 현재 생명체는 DNA를 유전물질로 사용하지만 원시 생명체는 RNA로부터 시작되었을 가능성이크고 유전벙보를 젖아하고 동시에 촉매 역할도 수행하게 되는 RNA를 기준으로 초기 생명체가 스스로 복제할수 있는 분자를 형성하고 점점 더 복잡하게 발전했을수도 있따고 보는 것이지요~! 생명체가 형성되려면 내부와 외부를 구분하는 원시 세포막이 필요한데 지질 분자가 물속에서 자연스럽게 막을 형성하는것을 확인하여 이 막 구조가 RNA와 결합함 ㅕ원시 세포로 발전했을 가능성도 보고 있습니다! 이외에도 지구에서 싲가한것이 아닌 운석이나 혜성에 포함되어 시작되었을수도 있따고 보고있습니다!
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Q. 안녕하세요. 언제나 당신 편입니다. 우주의 크기는 얼마나 되나요? 궁금합니다.
현재 우리가 알고 잇는 우주의 크기는 관측가능한 우주와 실제 우주로 나누어 생각하게 되는데요. 관측가능한 우주는 빛이 도달할수 있는 최대 거리를 기준으로 우리가 볼수 있는 가장 먼 거리를 생각하게 합니다. 우주의 나이는 137억년으로 알려져 있는데 우주가 빛이ㅡ 속도로 확장한다고 가정하였을대 관측가능한 우주는 930억년 광년정도가 됩니다! 실제 우주의 크기는 이보다 훨씬 더 클것으로 보는데 우주는 빅뱅 초기 극도로 빠르게 팽창했으며 현재 관측가능한 우주의 크기가 실제 우주의 일부분에 불과하고 과학자들은 실제 우주의 크기는 최소 250배 이상 클것으로 예상한다고 합니다~ 우주는 현재도 계속 팽창중이며 그 속도는 점점 빨라지고 있따고 합니다~
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Q. 안녕하세요. 언제나 당신 편입니다. 시간은 왜 한 방향으로만 흐를까요? 궁금합니다.
물리학에서 시간이 기본적으로 한 방향으로 흐르는것으로 보고 있으며 이는 아서 에링턴이 시간의 화살이라는 개념으로 정리하게 합니다. 이를 위해선 열역학제 2법칙을 이해하여야 하는데 무질서함의 정도를 나타내는 물리량인 엔트로피가 자연계에선 항상 증가하고 감소하지 않게 되는것이지요. 예를 들어 뜨거운 커피가 식을순 있지만 자연스럽게 다시 뜨거워지지는 않게 되는것처럼요~! 따라서 시간도 한방향으로 흐르는것이 엔트로피의 증가라고 이야기를 하게 됩니다. 우주론적으로 보았을때 우주가 팽창하기 때문에 시간은 과거로 돌아가지 않게 되는 것입니다! 빅뱅이후 우주는 지속적으로 팽창하고 있끼에 현재로서도 지속적으로 팽창하고 잇는 우주를 기준으로 보면 시간은 한 방향으로만 흐르게 됩니다! 따라서 이론적으로는 시간여행이 가능할순 있지만 고 ㅏ거로 가는것이 극도로 어려운것이 엔트로피의 법칙을 깨고 정보의 역설을 이겨내야 하며 시간 여행을 위한 에너지를 가져야 하는게 현실적으로 불가능에 가까운것이지요!
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Q. 화산폭발 원리가..땅속 물이위로솟으려는 원리일까요 ??
화산폭발의 원리는 물이 솟아오르는 원리와는 다른데요~ 지각 아래 맨틀에서 높은 온도로 인해 암석이 녹아 마그마가 생성되는데 마그마는 밀도가 낮기에 뜨거운 공기처럼 위로 상승하게 됩니다. 마그마에서 가스가 포함되어있꼬 상승하며 주변 암석이 압력을 가해 가스를 압축시키죠. 지표 가까이 올라오게 되면 압력이 낮아지면서 가스가 팽창하고 내부 압력이 높아지게 됩니다. 암석이 내부 압력을 견디지 못하면 화산이 폭발하고 마그마가 빠르게 분출되며 화산재, 용암, 화산가스가 퍼지게 됩니다. 화산 폭발은 압력을 받아 지각이 깨지면서 마그마가 폭발적으로 분출하는 과정을 거치게 되는데 물이 솟아오르는 압력의 원인이 다르게 되지요. 지하에서 물이 가열되면 수증기로 변하면서 압력이 증가하는데 일정 압력을 초과하면 물이 갑자기 분출하게 되고 물은 가열된 증기와 함꼐 자연적으로 솟아오르지만 이는 지각이 깨지지 않고 작은 구멍에서 나오는 현상입니다. 화산폭발은 마그마가 상승하며 가스가 팽창하여 암석을깨게 되고 지표면이 견디지 못할만큼 압력이 커지고 폭발적으로 분출하게 되지요~ 즉 탄산음료를 강하게 흔들었다 뚜껑을 열때 폭발하는 원리라고 생각하시면 됩니다! 폼페이 화산의 폭발은 갑자기 터진것이 아니라 이전부터 지진과 활동징후가 있었따고 알려져있지요!