안녕하세요. 박준혁 전문가입니다.
Q. 사실 인간의 조상은 악어가 아닐까요?
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.악어는 공룡이 땅을 누비던 때에도 비슷한 모습을 한 생물체가 살았다고 전해집니다만,안타깝게도 현존 악어와 다른 종이라고 합니다.비슷한 현상으로는 킹크랩과 대게처럼, 그 기원은 다르지만 형태가 비슷한 수렴진화가 있겠습니다.진화가 정적인 것은 아닙니다. 적절한 외부 환경의 스트레스가 생물집단에 가해진다면, 수십세대 만에 일어나기도 합니다. 다만, 수렴진화로부터 우리는 악어와 비슷한 형태가 다른 기원으로부터 도달할만큼, 악어의 형태는 악어의 생태에 효율적인 모습이라는 예상을 해볼 수 있습니다.어쩌면 지금 악어가 멸종되더라도 1억년, 2억년이 지나면 다시 비슷한 모습을 한 생명체가 비슷한 생태계 환경에 있을지도 모릅니다.그런데, 공룡이 살던 시대에도 포유류는 있었습니다.몸집이 작은 포유류가 더 큰 공룡을 사냥하다가 화산쇄설류에 그대로 묻힌 화석도 있습니다.인류 진화의 뿌리가 악어가 되는 것 보다는현생 악어 이전부터 존재해왔던 다른 포유류가 뿌리일 가능성이 높다고 생각합니다.
Q. 상온 초전도체가 무엇이고 왜 대박인건가요?
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.초전도체는 전기저항이 0인 물질이며, 이 말은, 전기를 흘려보낼때 아무런 에너지 손실이 발생하지 않는다는 뜻입니다.전자제품이나 컴퓨터등, 전기를 사용하는 제품을 사용하게 되면 발열이 생겨서 불편했던 적이 있을 겁니다.이 발열 또한 에너지 손실의 한 갈래로서, 초전도체를 사용하게 되면 이런 발열 걱정은 할 필요가 없어집니다.SF 장르로 갈 필요도 없습니다. 수많은 회로가 모여있는 컴퓨터 칩, 휴대폰에 초전도체가 적용되면 냉각을 생각하지 않아도 될 것입니다.우리 생활 전반적으로 전자부품과 회로, 반도체가 녹아들어있으니, 거의 모든 분야에 대해 상용화, 제품화가 이뤄지기 시작할 것입니다.양자컴퓨터 유지 비용도 내려갈 테니 관련 분야의 발전도 가속화 될 것 입니다.기술 진행 상태에 따라 각 기업의 주가는 요동치고, 기술 유치를 위한 정부들의 힘겨루기가 이뤄질 수도 있죠.마치 지금 반도체 기술 경쟁처럼 말이죠.군사 무기에 적용시킬 가능성도 높습니다.어쩌면 레일건을 보게될 수도 있습니다.그런 엄청난 기술로, 정말 세상을 뒤흔들 완벽한 기술을 개발했다면 이미 특허를 냈을 것입니다.하지만 관련된 소식이 없는 것을 보니 일단 지켜봐야 할 것 같습니다.
Q. 하늘이 흐릴 때나 맑을 때는 언제나 구름이 떠 있는데 어떻게 생성되는지 궁금합니다.
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.수증기를 머금은 기체 덩어리가 여러가지 이유로 상승(ex. 산을 타고 올라감, 가열이 되어 뜨거워져서 상승 )하면, 기체 덩어리에 가해지는 기압이 낮아지고, 팽창하게 됩니다. 보일의 법칙에 따라 팽창하는 기체 덩어리의 온도는 내려가게 됩니다.그런데 기체의 온도가 내려가면 그 기체가 머금을 수 있는 수증기의 최대량(포화 수증기량)이 낮아지게 되고, 결국 가지고 있는 수증기의 양보다 낮아지면서 응결되어 미세한 물방울 형태를 구성하게 되는데, 이것이 구름입니다. 구름은 하강기류 및 다양한 이유로 기체 덩어리가 내려가거나, 온도가 올라가서 포화수증기량에 못 미치는 수증기를 보유하게되면 증발해서 사라집니다.비를 뿌릴 정도로 습윤한 상태에서는 과하게 커진 물방울이 내리는 것이니, 과하게 커지지 않은 물방울은 떨어지지 않습니다. 따라서 비를 뿌린다고 해서 구름이 곧바로 사라지지는 않습니다. 하지만 물을 손실한 것은 맞으니, 이후 건조한 지역에 도달하거나, 하강당하게 되면 더 쉽게 사라질 수 있을 것 입니다.반대로, 습윤한 공기로 수증기를 공급받게 되면 크기가 점점 커질 수 있겠습니다.낮게 깔린 구름은 그 정도 높이로 내려와도 포화수증기 이상의 수증기를 보유하면서 물방울을 유지할 정도로 습윤한 상태라고 볼 수 있겠습니다.
Q. 빅뱅 이전에는 아무것도 없었다고하잖아요
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.개인적인 생각을 맘껏 써봤습니다.정확하게는, 빅뱅 이전의 정보가 없는 것에 가깝습니다.우주배경 복사도 빅뱅 시절에 가까울 것으로 예상되는 정보를 읽어들이는 것이며, 그 조차도 맑게 갠 상태 이후, 즉 빅뱅 이후 전자가 원자핵에 잡혀서 빛이 직진할 수 있게 된 이후의 정보입니다.양자역학에 대해 설명을 듣다보면 더 그런 생각이 들 수도 있다고 생각합니다.만약 정말 시뮬레이션이라면, 그렇다면 언젠가 시뮬레이션 외부에 영향력을 투사하거나, 나가는 방법을 터득하는게 인류의 목표라고 생각이 됩니다.전반적으로는, 증명되었더라도 반례가 나오면 수정되는 것이 과학이니 섣부르게 단정짓지 않는게 중요하다고 생각합니다.
Q. ADP가 ATP로 합성될 때 쓰이는 에너지는 ATP라고 봐야하나요?
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.미토콘드리아에서는 당의 형태로 저장된 에너지를 ATP로 변환시켜주는 작용을 합니다.간단하게 알고 싶으셔서 여기 질문했을 것이라고 생각하고 짧게 설명 드리겠습니다. 설명드리기에 앞서서, 미토콘드리아는 겉에 막 1개와 속에 쭈글쭈글한 막 1개를 가지고 있습니다. 이와 같은 구조가 에너지 생성을 돕습니다.우선 미토콘드리아에 입수한 당을 넣기 전에,6탄당(ex. 글루코오스)이든, 5탄당(ex.리보오스)이든 3탄당인 피루브산 형태로 만들어줍니다.여기서도 소량의 에너지가 조효소*들에 H의 형태로, ADP에는 인산기의 형태로 저장됩니다.피루브산은 미토콘드라 내부로 들어가고 조효소 A(Coenzyme A:CoA) 와 붙는 과정에서 탄소 하나가 떨어져나가 아세틸기가 되고, 주변의 조효소*들에 또 에너지가 전자의 형태(H)로 저장됩니다. 이 아세틸기는 TCA cycle 이라는 회로화된 화학반응을 통해 여러 효소와 인산기들로 버무려져서 이산화탄소로 쪼개지고, 담겨있던 에너지들을 소량의 ATP와 H달린 조효소들의 형태로 뱉어냅니다.(수소를 전자로 보는 이유는, 마지막에 H+와 e-로 뜯어내서 던지기 때문입니다.)자, 이제 세포호흡의 최종단계 입니다. 윗 단계는 미토콘드리아의 가장 안쪽 공간에서 일어난 일 입니다. 세포질로부터 받아온 당을 다 뜯어내고 거기서 소량의 ATP와 수많은 H가 붙은 조효소들을 만들어 냈습니다.수많은 H는 아직 조효소*에 달려있습니다. 하지만, 내부막에는 이 H에서 전자만 휙 때서 2H+ + 1/2 O2 에게 전달시키고 물을 만들 수 있게 해주는 복합체가 있습니다.이 복합체가 전자를 전달받아서 쭉 흘리는 과정에서 그 에너지를 사용해서 외막과 내막 사이 공간으로 H+를 펌핑해놓는 형식으로 저장을 합니다.양성자 농도기울기 형태로 저장된 에너지는 마치 수력발전을 하는 댐처럼, 정해진 곳(H+ 농도 기울기를 이용해서 H+가 통과하면 ADP에 인산기를 붙여서 ATP를 만드는 곳)을 통해 빠져나가면서 ATP로 전환됩니다.내막이 쭈글쭈글한 것은 ATP합성 과정이 주로 내막에서 이루어지기 때문입니다.아마도, 생물체 내에서 에너지는 ATP로서 통용되는데, 그럼 ATP를 합성하는 에너지는 ATP로 ATP를 합성할 리는 없으니 다른 방식으로 공급하겠죠.그런 맥락의 말이 아닐까 합니다.물론 중간중간에 인산화 효소들로 ATP를 만들지만,주된 합성은 마지막 단계가 차지하고,마지막 단계에서는 H+ 농도 기울기를 사용하니,농도차의 확산은 H+농도 기울기를 말하는 것 같구요.궁금증이 잘 해결되었으면 좋겠습니다.세포호흡 관련해서는해당과정, TCA cycle, 산화적인산화.키워드들이 도움될 것 입니다.