안녕하세요 이주성 전문가입니다.
물리
Q. 수성의 태양 근일점 이동과 일반 상대성 이론의 관계는 무엇인가요?
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.수성의 근일점 세차 운동은 수성이 태양 주변을 공전하는 궤도가 타원형이기 때문에 발생합니다. 이는 수성이 태양에 가장 가까운 지점인 근일점에서 가장 먼 지점인 원일점으로 이동하는 동안 궤도가 회전하는 현상입니다. 이 현상은 뉴턴의 고전역학으로는 설명할 수 없었지만, 후에 아인슈타인의 일반상대성이론에 의해 설명이 가능해졌습니다.수성의 근일점 세차 운동은 수성의 공전 궤도 축이 태양의 중력에 의해 조금씩 변화하며 근일점이 이동하는 현상입니다. 뉴턴 역학으로 계산한 근일점의 이동과 실제 근일점의 이동에는 43” (초각, arcsec)의 오차가 있었습니다 . 이 오차는 일반 상대성 이론으로 설명이 가능합니다.일반 상대성 이론은 아인슈타인이 제안한 중력 이론으로, 중력을 공간과 시간의 구조가 왜곡되어 발생하는 현상으로 설명합니다. 수성의 근일점 세차 운동은 뉴턴 역학으로 계산한 근일점의 이동과 실제 근일점의 이동에는 43” (초각, arcsec)의 오차가 있었습니다. 이 오차는 일반 상대성 이론으로 설명이 가능합니다.일반 상대성 이론에서는 중력장 방정식을 통해 수성의 근일점 세차 운동을 설명할 수 있습니다. 아인슈타인의 중력장 방정식은 좌변에 아인슈타인 텐서가 있고 우변에 상수와 에너지-운동량 텐서가 있습니다. 이 방정식을 풀어서 수성의 근일점 세차 운동을 설명할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 학명은 왜 라틴어로 표기하는 걸까요?
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.학명은 라틴어 또는 라틴어화한 합성 낱말로 구성하는 것이 원칙입니다. 이는 최초 고안자인 린네의 제안에 따른 것입니다. 라틴어는 과거에 국제적인 학문의 언어였기 때문에 전 세계 어디서나 동일하게 쓰이며, 하나의 학명은 오직 하나의 생물 종만을 가리키기 때문에 생물학의 표준으로 사용됩니다.
화학공학
Q. 스컹크 방구 냄새의 성분이 알고 싶어요.
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.스컹크의 방귀는 황이 함유된 티올 성분입니다. 이 성분은 스컹크의 분비물로 야생에서도 천하무적 냄새왕 스컹크로 불리게 만듭니다. 스컹크가 방귀를 뀌면 건물 전체가 스컹크의 방귀냄새로 뒤덮인다고 합니다. 또 전방 2.5km까지 스컹크의 방귀냄새가 난다고 하니 정말 상상 그 이상이네요. 스컹크의 방귀냄새를 한번 맡게 되면 일주일 동안은 밥을 못먹는다고 합니다.
화학공학
Q. 치약에는 유독 세정력이 강한 성분이 있나요?
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.치약의 세정력을 담당하는 성분은 연마제입니다. 치약 성분에는 덴탈타입실리카 (이산화규소), 인산수소칼슘, 탄산칼슘 등으로 표기되어 있으며 베이킹소다를 연마제로 사용하는 치약도 있습니다.이러한 연마제는 치아에 붙은 프라그와 이물질을 떼어내는 역할을 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 천지와 백록담은 지질학적으로 어떤 차이가 있나요?
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.천지와 백록담은 모두 화산활동으로 생성되었습니다. 천지는 우리나라의 북쪽 끝 백두산에 위치하며 깊이의 평균은 213.3m이고, 둘레는 14.4km입니다 . 반면에 백록담은 우리나라의 남쪽 끝 한라산 (제주도)에 위치하며 깊이는 108m, 둘레는 1.72km입니다 . 백록담과 같은 화구호는 단순히 분화구에 물이 고인 것이고, 천지와 같은 칼데라 호는 분화 과정에서 함몰된 지형에 물이 고인 것입니다 . 그렇다보니 천지의 규모가 백록담에 비해 압도적으로 큽니다 .
전기·전자
Q. 무선통신 기술을 최초로 개발한 사람은 누구인가요?
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.무선통신 기술의 발명은 여러 사람들이 참여한 결과입니다. 니콜라 테슬라(Nikola Tesla)는 무선통신 기술을 최초로 발표했습니다. 그리고 굴리엘모 마르코니(Guglielmo Giovanni Maria Marconi)는 장거리 무선통신 개념을 상용화하였습니다.마르코니는 1897년 모스 부호를 이용하여 무선 전신을 발명하여 장거리 무선통신의 기초를 이루었습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주선의 평균적인 속도는 어느정도 되는지 궁금합니다.
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.우주선의 평균 속도는 다양합니다. 예를 들어, 보이저 1호의 경우 직선거리로만 비행했다면 평균 시속은 1만 5천 km 정도였습니다. 그러나 보이저 1호의 최고 속도는 마하 50 (시속 6만 km) 정도가 된다고 합니다.가장 빠른 우주선은 NASA가 2011년 발사한 탐사선 주노(Juno)입니다. 주노가 5년간의 비행 기간을 거쳐 2016년 목성에 근접할 때 낸 속도는 마하 216 (시속 26만 km)에 이릅니다.
기계공학
Q. 영구자석는 어떻게 만드는지요?
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.영구자석은 일반적으로 Nd-Fe-B와 같은 자성재질을 용해한 후 급냉시켜 잉곳(Ingot)으로 제조한 다음 분쇄하여 분말상태로 만들고, 상기 분말상태의 자성재질을 자장 프레스로 성형한 후 소결 열처리함으로써 제조됩니다.또한, 집에서 안전하게 따라해볼 수 있는 여러 가지 방법으로 일시적으로 자기를 띠게 하는 것도 가능합니다. 예를 들어 클립 자석을 만들 수 있습니다. 클립을 자석에 문지르면 클립이 일시적으로 자기를 띠게 됩니다. 이리 저리 문지르지 말고 같은 방향으로 문지르면 됩니다.
화학
Q. 수소차는 사고 나면 위험하다는데요
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.수소차와 전기차 모두 전기로 모터를 구동하여 달리는 차량입니다. 그러나 전기차는 배터리에 충전된 전기를 이용하여 주행하고, 수소차는 수소를 이용해 전기를 만들어 달립니다. 둘 다 엔진이 아닌 모터로 달리므로 기존의 내연기관 자동차에 비해 부품 구조가 훨씬 간단합니다.전기차의 리튬이온 배터리는 폭발에 취약하지만, 최근 들어 전기차 배터리의 품질이 개선되어 높은 충격과 열에 견디는 등 안전성이 크게 좋아졌습니다. 수소차 역시 고온 고압에서 수소 저장 탱크의 안전성이 검증되었습니다.수소차와 전기차 모두 친환경 차량으로 각광받고 있습니다. 그러나 수소전기차가 좀 더 친환경적입니다. 그 이유는 공기정화 필터에 있습니다. 수소차는 수소탱크에 저장된 수소와 산소를 이용하는데 이 산소가 미세먼지와 이산화탄소가 없는 순수한 산소여야 합니다. 이에 수소차에는 고성능 필터가 들어가 있습니다. 이 필터에 걸러진 공기가 배출되면서 공기가 정화됩니다.안정성만 좀더 비교하자면 전기차는 화재시 차량 전소위험이 있으나 수소차는 화염이 수직 상승하여 전소하지 않습니다.전체적으로 보면, 두 차량 모두 장단점이 있습니다.
생물·생명
Q. 어렸을 때의 기억으로 거머리를 매우 싫어했던 기억이 납니다.
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.거머리가 피를 굳지 않게 하는 원리는 ‘항응혈’ 성분을 내뿜기때문입니다. 이 성분은 의료 현장에서도 활용됩니다. 정상적으로 피가 굳어버리면 괴사할 조직에 의료용 거머리를 써서 계속 피가 흐르게 하는 것입니다. 이러한 성분은 손가락·귀 등의 접합 수술, 구개열, 유방 재건술에 효과가 있습니다.거머리가 혈액을 빨 때 입에서 나오는 항응고제 성분은 히루딘(Hirudin)입니다. 히루딘은 12~24시간 동안 피가 굳는 것을 방지합니다. 이 성분은 마취성분이 있어서 거머리가 흡혈작용을 하는 동안에 아픔을 거의 느끼지 못하게 해줄 뿐만 아니라 혈관을 확장시키고, 굳은 피를 용해시키고, 피를 굳지 않게 합니다.