안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 지구에 있는 육지는 모두 화산 폭파로 인해서 발생한건가요??
화산의 폭발은 지구의 지각을 만드는 중요한 요소중 하나이며 바닷속에서 해양판은 화산섬이나 화산호와 같이 땅이 만들어지는데 직접적인 역할도 하지요. 지구의 모든 육지가 전부 화산폭발로만 만들어졌다고 보기는 어려우며 땅은 크게 대륙지각과 해양지각으로 나뉘게 됩니다. 해양지각은 현무암으로 주로 구성되어있고 바닷속 화산활동으로 생기며 얇고 무겆비만 오래 지속되지 않게 됩니다. 대륙지각은 주로 화강암 등의 가벼운 암석으로 구성되며 훨씬 두껍고 오래 되었다는 특징이 있습니다. 대륙은 수십억년에 걸쳐 판 구조운동, 충돌, 융기, 침식 등의 다양한 지질학적 작용으로 만들어졌으며 화산활동은 이들의 한 요소일뿐 대륙은 더 복잡한 지질작용으로 만들어진다는 것을 알 수 잇지요.육지는 자연이 오랜 시간에 걸쳐 만들어낸 경이로운 구조이며 인간의 활동으로 훼손도 되며 이를 다시 복원하는 과정도 거치게 된답니다.
Q. 달의 표면은 지구와 무슨 차이가 있나요?
달의 표면과 지구의 표면의 차이점으로 달은 대기가 거의 없으며, 극히 희박하게 엑소스피어만 존재한다고 알려져 있습니다. 이에 따라 바람이나 비, 날씨가 없고 침식이 거의 발생하지 않게 되지요. 지구는 두꺼운 대기권이 존재하여 날씨 변화와 바람, 물로 인한 침식이 활발하게 나타나게 되지요. 달으 ㅣ표면은 대부분 규산염 암석과 기저암으로 구서오딘 레골리스라는 먼지층을 가지며 지구는 풍화작용을 받은 다양한 토양층, 식생, 물로 구성되어 생물 활동이 많이 나타나며 토양이 다양하다라는 특징이 있지요. 달은 회색~암회색이며 알베도가 낮아 어둡게 보이지만 지구는 물과 식물등으로 인해 다채로운 색을 가지게 됩니다. 달은 크레이터나 바다, 고지등을 가지며 지구는 산, 강, 바다, 사막 등의 다양한 자연지형을 가지며 이들은 판구조 운동으로 형성되게 됩니다. 과거엔 달이 화산활동이 있었던것으로 보지만 지금은 죽은 천체로 봅니다. 반면에 지구는 활발한 판 운동이 나타나지요. 1969년부터 72년 아폴로 미션을 통해 달에서 암석과 토양 샘플을 수집하여 지구로 가져왔고 달에는 물이 없고 생명체의 흔적이 없으며 운석의 충돌로만 지형이 형성된다는 것을 확인하였습니다. 이후 최근에 중국의 창어 시리즈가 여러가지 달과 관련된 연구를 하고 있다고 알려져 있습니다.
Q. 인간은 우주 얼마까지 볼 수 있나요??
현재까지 인간이 볼 수 있는 우주의 최대범위는 465억 광년으로 알려져 있으며 이를 관측가능한 우주라고 이야기 하지요. 우주의 나이는 138억년이지만 우주가 팽창했기에 빛이 우리에게 도달한 거리는 그보다 훨씬 길게 볼수 있으며 지평선을 본다면 930억광년 너비의 구형태를 볼수있게 됩니다. 인간의 강력한 망원경은 빛을 수집하고 우주의 먼 곳을 관측하게 되는것이며,우리를 멀리 본다는 것은 과거를 본다는 것을 의미합니다.
Q. 블랙홀에서 정보 역설이란 무엇인지 알고 싶습니다.
블랙홀은 아주 강한 중력으로 인해 빛조차 빠져나오지 못하며 모든 물질과 정보가 사건의 지평선을 넘는 순간 되돌리수 없다고 보고 있지요. 양자역학에선 정보는 절대 파괴되지 않는다고 보는데 이로 인하여 블랙홀의 의견과 상충되게 되는것이죠. 어떤 입자가 어떤 상태로 존재했다면 그것이 어떠한 변화를 겪더라도 원래 정보가 복원가능하여야 하는데 그렇지 않게 되는것이지요. 1970년대 스티븐 호킹은 블랙홀은 완전히 검은게 아니라 아주 느리게 복사를 내며 증발한다는 사실을 발견하게 되는데(호킹복사) 이로 인해 무작위적인 열복사로서 이 복사에서 원래 블랙홀 안에 있떤 정보가 담겨있지 않아 블랙홀이 완전히 증발하고 나면 안에 있떤 정보는 영원히 사라지는것처럼 보이게 되는게 정보의 역설입니다. 즉 서로 모순되는 상황으로 인해 우주의 기본 법칙중 하나가 틀렸을수도 있다고 보는 것이지요. 이를 해결하기 위해 최근엔 정보가 호킹복사에 담겨있다고 보고 있으며 초기엔 호킹복사가 무작위라고 생각했지만 최근엔 호킹복사에도 미세한 양자 얽힘 정보가 담겨 있따고 주장하게 되고 정보는 천천히 하지만 완전하게 빠져나온다고 보는 것이지요. 또는 블랙홀 외부의 사건의 지평선에 정복 저장된다고도 보며, 블랙홀이 증발한 후에도 정보는 다른형태로 남아있을수 있다고도 보기도 한답니다.
Q. 남극 빙하 깊은 곳에서 포착된 신호는 무엇인가요?
과학자들이 남극 빙하 깊은 곳에서 감지한 신호는 일반적으로 자연방사선이나 전파잡음이 아닌 아주 높은 에너지를 가진 입자가 빙하를 토과하며 만든 라디오파 신호라고 알려져 있습니다. 이 신호는 고에너지 우주선이나 중성미자와 같은 아주 드문 입자에 의해 만들어지는 것으로 알려져있지요. 고에너지 중성미자는 우주에서 날아온 초고에너지 입자중 하나로서 지구에게서 거의 방해받지 않고 뚫고 지나갈 수 있는 미세한 입자로 알려져 있습니다. 아주 드물게 중성미자가 지구 내부 물질과 충돌하며 전하를 띤 입자를 만들고, 이 입자가 움직이며 강한 라디오파를 방출하게 되어 센서로 감지된것으로 보고 있지요. 이러한 신호를 감지한 장비는 Antarctic Impulsive Transient Antenna로서 나사에서 운영하며 기구인 풍선을 기반으로 한 우주 입자 관측장비입니다. 남극 상공을 떠다니며 지표면에서 튀어나오는 고주파 라디오 신호를 감지하고 있지요. 이론적으로는 중성미자가 어떠한 물질도 통과하지만 지구 전체를 관통한 뒤에도 에너지가 충분히 남아 충돌하고 신호를 만드는건 매우 희귀한 일이기때문에 강한 신호가 문제가 될수 있다고 보는 것입니다! 중성미자는 전자나 광자와 달리 물질과 잘 상호작용하지 않기에 암석과 빙하를 통과할때에도 거의 에너지를 잃지 않게 됩니다. 통과중 아주 드물게 충돌하면서 큰 폭발 같은 라디오파 신호를 만들어내기도 하지만 빙하는 잡음이 적고 투명하기에 신호가 ㅗ히려 잘 보존되어 감지되기도 하지요.