안녕하세요. 한진 전문가입니다.
Q. 사람은 초음파를 왜 들을수가 없나요?
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.소리를 듣는 능력은 음파의 주파수와 그 주파수를 감지하는 유기체의 청각 시스템의 능력에 의해 결정됩니다. 사운드 주파수는 헤르츠(Hz) 단위로 측정되며 인간의 가청 범위는 일반적으로 20Hz에서 20,000Hz 사이입니다. 이 범위는 우리 환경에서 가장 일반적인 소리를 포함하며 대부분의 인간 음성의 주파수 범위인 2000Hz에서 5000Hz 사이의 주파수에 가장 민감합니다.초음파는 인간의 귀가 감지할 수 있는 주파수보다 높은 20,000Hz 이상의 주파수를 말합니다. 개, 고양이, 박쥐, 돌고래와 같은 일부 동물은 이러한 초음파 주파수를 들을 수 있으며 사냥, 탐색 및 통신과 같은 다양한 목적에 사용합니다.어린아이가 일반적으로 성인보다 가청 범위가 더 넓은 것은 사실이지만 아기가 초음파를 들을 수 있다고 말하는 것은 정확하지 않습니다. 오히려 어린 아이들은 종종 성인보다 더 높은 주파수를 들을 수 있지만, 이러한 주파수는 여전히 초음파 범위가 아닌 정상적인 인간의 가청 범위 내에 있습니다.우리가 초음파 주파수를 들을 수 없는 것은 주로 우리 귀의 생리 때문입니다. 내이에는 음파에 반응하여 진동하는 작은 유모 세포가 있습니다. 다른 유모 세포는 다른 주파수에 반응하도록 조정됩니다. 그러나 인간의 경우 이러한 유모 세포는 초음파 주파수에 반응하지 않습니다. 나이가 들어감에 따라 시끄러운 소음 및 기타 요인에 노출되면 이러한 유모 세포가 손상되어 청력 범위가 더욱 줄어들 수 있습니다.게다가 고막과 이소골이라고 하는 3개의 작은 뼈를 포함하는 중이도 더 높은 주파수를 내이로 전달하는 데 덜 효율적입니다. 이것은 내이의 유모 세포가 초음파 소리를 감지할 수 있다 하더라도 초음파 에너지의 상당 부분이 초음파에 도달하기도 전에 손실된다는 것을 의미합니다.반대로 초음파 소리를 들을 수 있는 동물은 이러한 주파수를 감지할 수 있는 다른 청각 생리학을 가지고 있습니다. 예를 들어, 돌고래는 소리가 공기 중에서보다 더 빠르고 멀리 이동하는 수중 환경에 적응된 고도로 전문화된 청각 시스템을 가지고 있습니다.
Q. 우주탐사선중 가장 멀리 탐사한 건 어디인가요?
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.지구에서 가장 멀리 떨어진 인간이 만든 물체는 보이저 우주선입니다.1977년에 발사된 보이저 1호는 현재 인간이 만든 물체 중 지구에서 가장 멀리 떨어져 있습니다. 2021년 기준으로 140억 마일 이상 떨어져 있습니다. 2012년 보이저 1호는 성간 공간에 진입한 최초의 우주선이 되었습니다. 성간 공간은 별 사이의 공간으로 근처 별의 죽음으로 인해 방출된 물질로 채워져 있습니다.역시 1977년에 발사된 보이저 2호는 지구에서 두 번째로 먼 우주선입니다. 보이저 2호도 성간 공간에 있지만 다른 궤적을 따릅니다.파이오니어 10호와 11호 우주선도 지구에서 매우 멀리 떨어져 있지만 보이저만큼은 아닙니다.2015년 명왕성을 지나간 뉴호라이즌스 우주선도 태양계를 벗어나고 있지만 2021년 현재 보이저나 파이오니어 우주선만큼 지구에서 멀지 않다.이 우주선들이 모두 상대적으로 일정한 속도로 지구에서 멀어지고 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 따라서 2021년 이후에 이것을 확인한다면 더 멀리 떨어져 있을 것입니다. 최신 정보를 위해 NASA는 지구에서 이 우주선까지의 거리에 대한 "실시간" 데이터가 있는 웹 사이트를 유지 관리합니다.
Q. 동물이 특정한 장소를 찾는 방법은 무엇인가요?
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.동물은 탐색을 위해 다양한 방법을 사용하며 이러한 방법은 종과 특정 환경 및 필요에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 가장 일반적인 동물 탐색 방법은 다음과 같습니다.랜드마크: 많은 동물들이 지리적 특징이나 기타 물리적 랜드마크를 사용하여 탐색합니다. 예를 들어, 다람쥐는 둥지로 돌아가는 길을 찾기 위해 특정 나무나 바위를 사용할 수 있습니다.태양, 별, 하늘: 많은 새와 곤충을 포함한 일부 동물은 태양, 별 또는 하늘의 빛의 편광 패턴을 사용하여 탐색합니다. 이러한 신호를 사용하여 일관된 방향을 유지할 수 있습니다. 예를 들어, 많은 철새는 야간 비행 중에 별을 사용하여 길을 찾습니다.자기장: 비둘기와 바다거북과 같은 일부 동물은 자기수용이라는 감각을 가지고 있어 지구의 자기장을 감지하고 이를 탐색에 사용할 수 있습니다.냄새와 페로몬: 일부 동물, 특히 포유류는 냄새를 사용하여 탐색합니다. 그들은 냄새 흔적을 따라가거나 다른 동물이 남긴 페로몬을 사용하여 음식이나 짝을 찾을 수 있습니다.반향정위: 박쥐와 돌고래와 같은 일부 동물은 반향정위를 사용하여 탐색하고 소리를 보내고 메아리를 듣고 주변 물체와 풍경의 위치를 결정합니다.내장 지도 및 나침반: 일부 동물은 뇌에 일종의 '지도'와 '나침반'을 가지고 있어 먼 거리를 탐색할 수 있습니다. 이것은 해마다 같은 번식지로 수천 마일을 이동할 수 있는 새와 같은 철새 동물에서 종종 볼 수 있습니다.이러한 탐색 능력 중 일부의 배후에 있는 정확한 메커니즘은 아직 완전히 이해되지 않았으며 진행 중인 과학 연구의 대상입니다. 실제로 많은 동물은 환경을 탐색하기 위해 여러 가지 방법을 조합하여 사용합니다.
Q. 우주에 산소를 어떻게 옮기나요?
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.우주에서 우주비행사는 다음과 같은 두 가지 소스에서 산소를 얻습니다.저장된 산소: 국제우주정거장(ISS)과 같은 우주선에는 우주 비행사에게 숨쉴 수 있는 공기 혼합을 제공하기 위해 산소 탱크와 때로는 질소 탱크가 있습니다.공기 재활용: ISS는 공기를 재활용하는 시스템도 사용합니다. 이 시스템은 우주 비행사가 내뿜는 이산화탄소를 제거하고 전기분해라는 과정을 통해 물을 산소와 수소로 분리합니다. 산소는 호흡을 위해 공기 중으로 다시 방출되고 수소는 우주로 배출됩니다.산소 발생기: ISS에는 SFOG(Solid Fuel Oxygen Generation System)라는 백업 시스템도 있습니다. 이것은 화학 반응을 사용하여 산소를 생성합니다.소스에 관계없이 우주선 내부의 산소 수준은 우주 비행사의 안전과 건강을 보장하기 위해 신중하게 모니터링되고 제어됩니다. 산소를 공급하는 것 외에도 우주비행사가 내뿜는 이산화탄소의 농도를 조절하는 것도 중요합니다. 이산화탄소는 고농도에서 유해할 수 있습니다.따라서 우주 자체에는 숨쉴 수 있는 공기가 포함되어 있지 않지만 인간의 독창성과 공학 기술 덕분에 우주비행사는 우주에서 생존하는 데 필요한 산소를 얻을 수 있었습니다.
Q. 액화질소는 얼리는데 쓰는건가요? 궁금합니다.
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.액체 질소는 실제로 온도가 매우 낮기 때문에 냉각 및 동결 목적으로 사용됩니다. 표준 대기압에서 액체 질소는 섭씨 -196도(화씨 -321도)에서 끓기 때문에 (적절한 보호 장비가 있으면) 쉽게 다룰 수 있는 가장 차가운 물질 중 하나입니다.다음은 액체 질소가 어떻게 사물을 얼릴 수 있는지에 대한 기본 설명입니다.열 전달: 더 따뜻한 물체가 더 차가운 물체와 접촉하면 같은 온도에 도달할 때까지 더 따뜻한 물체에서 더 차가운 물체로 열이 전달됩니다. 이 원리는 열역학 제2법칙으로 알려져 있습니다.급속 냉각: 액체 질소가 드라마 속 괴물과 같이 더 따뜻한 물질과 접촉하면 물질의 열이 액체 질소로 빠르게 전달됩니다. 이로 인해 액체 질소가 끓고 증발하며 물질이 빠르게 냉각됩니다. 물질이 액체인 경우 동결되어 고체가 될 수 있습니다.극한의 온도: 액체 질소의 끓는점이 매우 낮기 때문에 일반적인 환경 온도에 있는 물질을 거의 순간적으로 얼릴 수 있습니다.실제 응용 분야에서 액체 질소는 일부 유형의 식품 가공, 생물학적 샘플의 냉동 보존, 냉동 수술, 심지어 냉각 컴퓨터 시스템과 같이 급속 냉각이 필요한 많은 영역에서 사용됩니다.그러나 액체 질소를 취급할 때는 주의가 필요하다는 점에 유의해야 합니다. 피부에 닿으면 심각한 동상이나 극저온 화상을 일으킬 수 있으며 증발로 인해 공기 중의 산소가 대체되어 밀폐된 공간에서 질식할 수 있습니다. 따라서 액체 질소는 실제로 물건을 빠르게 동결시킬 수 있지만 적절한 안전 조치로 취급해야 합니다.