안녕하세요. 강종훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주쓰레기란 어떤것들을 말하나요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.우주 쓰레기는 우주에서 활동하는 인공 위성, 우주 비행체 및 우주 정거장에서 발생한 폐기물이나 부산물을 의미합니다. 이것은 버려진 로켓 부품, 구령체, 소형 위성 등 우주 활동으로 인해 생성된 물질을 포함합니다. 이 쓰레기들은 우주 활동과 위성 운용에 대한 위험을 일으킬 수 있으며, 공간 정거장과 인공위성에 손상을 입힐 수도 있습니다. 이러한 문제를 관리하고 해결하기 위해 우주 쓰레기 모니터링 및 정리 노력이 계속되고 있습니다.
전기·전자
Q. 양자컴퓨터는 정확히 무엇을 활용하기 위해서 좋은건가요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.양자 컴퓨팅은 전통적인 컴퓨팅 방식과 비교하여 몇 가지 이점이 있습니다.1.병렬처리 능력: 양자 비트 또는 큐비트는 전통적인 비트보다 동시에 여러 가지 상태를 나타낼 수 있어, 병렬처리 능력이 탁월합니다. 이를 통해 복잡한 문제를 빠르게 해결할 수 있습니다.2.최적화 문제 해결: 양자 컴퓨팅은 최적화, 분자 모델링, 금융 모델링 등과 같은 복잡한 문제를 효율적으로 해결할 수 있어, 다양한 분야에서 활용될 수 있습니다.3.보안 및 암호 해독: 양자 컴퓨팅은 기존의 암호화 방법을 뚫을 수 있는 능력을 가지며, 동시에 양자 암호학을 개발하여 더 안전한 통신 방식도 제공합니다.4.기존 컴퓨팅 한계 극복: 양자 컴퓨팅은 특정 문제에 대한 계산 속도를 크게 향상시킬 수 있으며, 기존 컴퓨팅의 한계를 극복하기 위한 연구가 진행 중입니다.5.빅데이터 분석: 대용량 데이터의 분석과 패턴 인식에 유용하며, 빅데이터 관련 응용 분야에서 양자 컴퓨팅의 잠재력이 큽니다.양자 컴퓨팅은 이러한 이유로 기존의 컴퓨팅 방식을 보완하고, 새로운 문제 해결 방법을 제시하기 위해 연구 및 개발되고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구과학 용어 중에 빈의 법칙이 무엇인가요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.빈의 변위 법칙(Wien's Displacement Law)은 물체의 온도와 해당 물체가 가열되어 방출하는 전자기 방사선의 파장 간의 관계를 설명하는 물리학의 기본 원리입니다. 더 자세한 설명은 다음과 같습니다:빈의 변위 법칙은 물체의 절대 온도(T)와 물체가 방출하는 전자기 방사선의 최대 강도를 갖는 파장(λ) 간의 역비례 관계를 나타냅니다. 수학적으로는 다음과 같이 표현됩니다:λ_max = b / Tλ_max는 방사선이 가장 강하게 방출되는 파장입니다.b는 Wien의 상수로, 대략 2.898 x 10^(-3) 미터·켈빈(m·K)입니다.T는 물체의 온도를 켈빈(K)로 표시한 것입니다.간단히 말하면, 물체의 온도가 높아질수록 가장 강한 방사선의 파장은 짧아집니다. 따라서 뜨거운 물체(예: 별 또는 고온의 금속)는 파장이 짧아진 빛(파란색)을 방출합니다. 반대로, 상대적으로 낮은 온도의 물체는 파장이 길어진 빛(빨간색)을 방출합니다.빈의 변위 법칙은 천체물리학을 비롯한 여러 분야에서 별의 색(스펙트럼)를 기반으로 별의 온도를 결정하는 데 중요한 개념입니다. 물체의 온도와 방출 빛의 색깔 간의 관계를 이해하는 데 중요한 원리 중 하나입니다.
물리
Q. 케플러의 법칙은 무엇을 설명한 것이죠?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.케플러의 법칙은 태양계 천체의 움직임에 관한 중요한 관측적 법칙 중 하나입니다. 요한네스 케플러가 17세기에 발견하였으며, 다음과 같이 요약할 수 있습니다:행성의 궤도는 태양을 중심으로 타원형을 그립니다.행성은 태양을 중심으로 일정한 면적 속도를 가집니다. 이는 궤도의 다른 위치에서도 일정합니다.행성의 공전 주기의 제곱은 장반경(태양과 행성 사이의 평균 거리)의 세제곱에 비례합니다.즉, 케플러의 법칙은 행성이 태양 주위를 돌 때, 행성과 태양 사이의 거리와 그 속도가 변화하더라도 면적 속도의 제곱에 비례하는 고정된 관계를 가진다는 것을 나타냅니다.요한네스 케플러는 태양계 천체의 움직임을 오랜 기간 동안 관측하고 다음과 같이 연구하여 케플러의 법칙을 발견했습니다. 1.티코 브라헤의 관측 자료 활용: 케플러는 티코 브라헤가 수집한 천체 관측 자료를 활용하였습니다. 티코 브라헤는 행성의 운동을 정밀하게 기록하고 그 궤도를 관찰한 정보를 제공했습니다.2.타원 궤도의 발견: 케플러는 타이초 브라헤의 관측 자료를 분석하여 행성의 궤도가 타원형이라는 것을 발견하였습니다. 이것은 그 당시까지 일반적으로 받아들여지던 원형 궤도의 개념과 대조적이었습니다.3.케플러의 3번째 법칙: 그리고 가장 중요한 발견 중 하나는 케플러의 3번째 법칙이었는데, 이 법칙은 행성의 공전 주기와 태양과의 평균 거리 사이의 수학적 관계를 밝혔습니다.이러한 관측과 분석을 통해 케플러는 현대 천문학의 중요한 법칙 중 하나를 개발하고 우주 체계에 대한 이해를 크게 발전시켰습니다.
토목공학
Q. 수력 발전소의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.수력발전소는 물의 움직임을 활용하여 전기를 생산하는 시스템입니다. 주요 원리는 다음과 같습니다:1.물의 이동: 수력발전소는 폭포, 댐, 강, 또는 강물 등에서 물의 흐름을 이용합니다. 이때 물은 고지에서 저지로 흘러가는 중력에 의해 움직입니다.2.물의 에너지 변환: 물의 움직임은 수력 터빈을 회전시킵니다. 터빈은 이 에너지를 기계적인 회전 운동으로 변환합니다.3.발전기 작동: 회전하는 터빈은 발전기와 연결되어 발전기 안의 자석을 회전시킵니다. 이렇게 생성된 회전 운동은 전기 에너지로 변환됩니다.4.전기 생산: 발전기에서 생성된 전기 에너지는 변압기를 통해 전압을 증가 또는 감소시켜 전력 그리드에 연결됩니다. 이로써 가정, 산업, 상업 등 다양한 용도로 전기를 생산합니다.이런 방식의 수력발전소는 지속 가능하고 친환경적인 전기 생산 방법 중 하나입니다.
물리
Q. 열은 공기 없이도 전달될 수 있을까요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.진공 상태에서는 열이 대역전파 없이 직접적인 대체물질을 통해 전달되지 않지만, 열 전도와 복사를 통해 열이 전달될 수 있습니다. 진공은 열 전도체가 아니기 때문에 열을 직접 전도하지는 않지만, 복사로 인해 열이 전달될 수 있습니다. 복사는 열을 전파 없이 전달하는 메커니즘으로, 물체 간에 열 전달이 발생할 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 이번에 아프리카나 미국등지에서 일식본다고 많은사람들이몰렸다하던데 일식이 뭔가요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.일식은 태양과 달이 지구에 일치하는 현상입니다. 이 현상은 태양, 지구, 달이 직선상에 위치할 때 발생하며, 달이 지구의 그림자에 들어가 태양을 가리는 것을 의미합니다.오늘 뉴스에 올라온것은 금환일식인데 일식의 특별한 형태 중 하나입니다. 금환일식은 일식 중에 일부 태양 디스크가 달의 그림자를 통과할 때, 태양 디스크의 일부가 달의 경계에 걸칠 때 발생합니다. 이로 인해 태양 디스크의 가장자리에 황금 또는 화려한 반원 모양이 형성되어 "금환"이라는 이름이 붙었습니다.금환일식은 극히 드물게 발생하며, 태양 디스크의 중앙이 완전히 가려지지 않는 일식의 경우보다 훨씬 더 희귀한 현상 중 하나입니다. 관측 지역에 따라 이러한 현상이 다르게 나타날 수 있으며, 관측 장소와 시간을 정확하게 계획하여 관찰해야 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 극지방에서 하루종일 밤인시기와 발생하는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.극지방에서 하루 종일 밤인 시기는 북극에서는 겨울 동안, 남극에서는 여름 동안 발생합니다. 북극에서는 12월 22일 또는 23일 경부터 6월 20일 또는 21일 사이에, 남극에서는 6월 22일 또는 23일부터 12월 20일 또 21일 사이에 이러한 현상이 나타납니다. 극지방에서는 태양이 지지지 않는 기간을 '극야'라고 부릅니다. 이 기간 동안 극지방은 주로 어두우며 태양이 뜨지 않는 상태입니다. 따라서 극야는 사실상 밤과 비슷한 상태이며, 일반적인 낮과 밤 구분이 힘들어집니다.극지방의 극야 기간 동안 태양이 지지 않지만, 일반적인 어두운 밤과는 조금 다릅니다. 극지방에서는 극야에도 북극권과 남극권의 경우에 따라서 다양한 정도의 자연광 현상이 나타날 수 있습니다. 이러한 현상을 "오로라"라고 부르며, 종종 극야 기간 동안 하늘에 환상적인 빛을 내는데, 이로 인해 어두움은 상대적으로 완전한 어둠이 아닙니다. 따라서 극지방에서의 극야는 태양이 직접 비추지 않지만 오로라와 같은 현상으로 인해 어두움이 완전한 어둠이 아닌 밤과 비슷한 상태가 될 수 있습니다.오로라는 지구의 자기장과 태양 바람과의 상호작용으로 발생합니다. 이 자연현상은 다음과 같은 과정을 통해 일어납니다:태양에서 발생한 태양풍(Solar Wind): 태양은 항상 플라즈마와 가스를 방출하는데, 이것을 태양풍이라고 합니다.지구의 자기장: 지구는 자기장을 가지고 있으며 이 자기장은 지구를 둘러싸는 공간에 존재하는 자기장과 상호작용합니다.자기장과 태양풍 상호작용: 태양풍은 지구의 자기장과 상호작용하며 이 과정에서 자기장을 소용돌게 만들고, 이로 인해 자기장 주변에 있는 입자들이 자기장을 따라 돌아가게 됩니다.입자들의 충돌: 자기장을 따라 돌아가는 입자들이 지구의 대기로 들어오면, 이들은 대기 내의 원자와 분자와 충돌하면서 에너지를 방출합니다.빛의 방출: 이러한 충돌로 인해 입자들이 방출하는 에너지는 빛의 형태로 나타나며, 이것이 오로라 현상을 생성합니다.오로라는 주로 극지방 근처에서 발생하며, 북극에서는 오로라 북극, 남극에서는 오로라 오스트랄리스(오로라 오스트랄리스)라고 불립니다.극야 현상(또는 극지방의 극야)은 지구의 극지방, 즉 북극과 남극 지역에서 발생하는 현상으로, 태양이 일년 중 일정 기간 동안 지지 않는 상태를 나타냅니다. 이 현상은 지구의 기울기로 인한 계절적 변화와 관련이 있습니다. 다음은 극야 현상에 대한 더 자세한 설명입니다:계절적 변화: 지구는 공전하는 동안 자기축을 기울게 회전합니다. 이러한 기울기로 인해 어떤 지역은 태양이 일 년 내내 지지지 않는 극야 기간을 경험하게 됩니다.북극과 남극의 차이: 북극과 남극은 이러한 현상을 다른 시기에 겪습니다. 북극에서는 12월 22일 또는 23일부터 6월 20일 또는 21일 사이에 극야가 발생하며, 남극에서는 6월 22일 또는 23일부터 12월 20일 또는 21일 사이에 극야가 나타납니다.일주일의 지속: 극야는 대략 일주일 이상 지속됩니다. 극지방에서는 태양이 지지지 않기 때문에 주간과 야간의 개념이 모호해지며, 지역 주민들은 극야 동안 작업 및 생활 패턴을 조정해야 합니다.오로라: 극야 기간 동안 극지방에서 오로라 현상이 흔히 관측됩니다. 이는 태양풍과 지구 자기장의 상호작용으로 발생하는 빛의 표현으로, 하늘에 멋진 빛을 내며 극야를 더 환상적으로 만듭니다.극야는 자연의 아름다운 현상 중 하나이며, 극지방 지역에서 태양의 움직임과 지구의 기울기에 따라 주기적으로 나타납니다.
생물·생명
Q. DNA는 어떤 분자의 약자인가요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.DNA는 "디옥시리보핵산" (Deoxyribonucleic Acid)의 약자로 생물학적으로 중요한 분자이며, 유전 정보를 저장하고 전달하는 역할을 합니다. DNA 분자는 이중 나선 모양의 구조로 되어 있으며, 이것이 생물체의 유전 정보를 구성하고 결정짓는 역할을 합니다.
토목공학
Q. 호수가 산성화되는 원인과 그에 관한 해결 방안, 호수를 건강하게 관리하는 방법이 무엇인가요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.호수가 산성화되는 주요 원인은 다음과 같습니다:1.대기 오염: 대기 중의 산성 물질인 황산가스(SO2)와 이산화질소(NO2)가 대기 중에 존재하고, 비가 내려 호수로 들어올 때 황산과 질산으로 변화하여 호수의 pH를 낮출 수 있습니다.2.지표면 유출물: 농업, 산업, 도시 개발 등에서 발생한 유출물이 호수로 유입될 때, 이들은 산성 물질을 함유하고 있을 수 있으며, 이로 인해 호수의 pH가 하락할 수 있습니다.3.산성 비나 산성 증발수:호수로 유입될 때, 이러한 물의 pH가 낮아져 호수의 산성화를 유발할 수 있습니다.4.자연적인 요인: 일부 지역의 호수는 지역 지질과 연관된 산성 물질을 함유하고 있을 수 있으며, 이러한 호수는 자연적으로 산성일 수 있습니다.호수의 산성화를 해결하려면 다음과 같은 단계와 조치가 필요합니다:1.대기 오염 감소: 대기 중의 황산가스와 이산화질소를 줄이기 위해 환경규제 및 대기 오염 관리를 강화해야 합니다.2.물질 제거: 호수로 유입되는 산성 물질을 줄이기 위해 농업 및 산업 활동에서의 오염물질 배출을 관리하고 효과적인 필터링 시스템을 도입해야 합니다.3.중립화: 호수의 pH를 안정화시키고 중립화하기 위해 소다, 석회암, 석회석과 같은 중립화 물질을 추가할 수 있습니다.4.수생생물 복원: 산성 호수에서는 특정 종의 수생생물이 어려워질 수 있으므로 생태계를 복원하는 데 노력해야 합니다.5.교육 및 인식 증진: 환경 교육 및 인식 제고를 통해 대중에게 호수 보호의 중요성을 전파하고 오염을 줄이는 활동을 촉진해야 합니다.6.모니터링: 정기적인 호수의 pH, 물질 함량 및 수질 모니터링을 통해 문제를 감지하고 대응할 수 있도록 해야 합니다.호수의 산성화 문제를 해결하기 위해서는 지역 사정과 환경 조건에 따라 맞춤형 해결책을 개발하고, 지역 정부, 환경 단체, 연구 기관, 시민 등의 협력이 필요합니다.