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달의 모양의 변화에 따라서도 지구에 다른 영향을 미치나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.달의 모양이 변하는 것은 달의 위상이 변하는 것을 의미하고 이는 지구에서 바라보는 달이 태양으로부터 받는 빛의 양이 변함으로써 발생합니다. 달의 위상 자체는 지구에 직접적인 실질적인 영향을 미치지 않지만달의 위상 변화는 지구의 조석력에 영향을 미칠 수 있습니다.지구에 미치는 달의 조석력은주로 달과 지구 간의거리와 달 지구 태양 간의 상대적 위치에 의해 결정됩니다.달의 위상이 변하더라도 달-지구간 거리에 따른 중력의 차이가 아니라면 조석력에 직접적인 영향을 주는 것은 아닙니다.그러나 일정한 주기로 반복되는 위상 변화는 태양과 달이 지구에 대해 상대적으로 위치하는 조석 장력의 변화를 야기합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.29
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각 은하의 경계는 어떻게 구분되는지 궁금합니다
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.우주에서는 육지처럼 명확하고 고정된 경계가 존재하지 않습니다. 은하들의 경계는 인위적으로 정해진 것이 아니며 대개 은하의 구성 요소들이 어떤 범위 내에서 중력적으로 얼마나 결합되어있는가에 기반하여 추정됩니다.은하의 밝기가 중심에서빠르게 감소하는 영역을 광도 프로파일이라고 합니다.이 프로파일을 따라서 관측가능한별의 밀도가 배경 별의 밀도와 구분되기 어려워지는지점을 경계로 볼 수 있습니다.은하에 있는 별들이 그 은하의중력에 의해 묶여 있을 범위를 중력적 경계로 볼 수 있습니다. 이 경계 밖에서는 별들이 은하 질량의직접적인 영향을 덜 받게 됩니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.29
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은하가 충돌하면 어떻게 되는지 궁금합니다
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.은하들이 충돌할 때 이 과정은 우주의 시간 척도에 따라 수억 년에서수십 억 년에 걸쳐 매우 느리게진행됩니다. 은하 충돌은 우주의 역사에서흔한 일로 다음과 같은 과정과 결과를 초래할 수 있습니다.은하들이 충돌을 시작하면 거대한 가스 구름 사이의 상호작용으로 인해 새로운 별이 태어나는 별 형성의 폭발이 일어납니다. 별과 행성들이 서로 직접적으로충돌할 확률은 극히 낮습니다. 이는 은하를 구성하는 별들사이의 상대적으로 넓은 공간 때문입니다.충돌하는 은하들은 중력을 통해 서로를 끌어당기며 새로운 질량중심을 형성하려고 합니다.이 과정에서 은하들의 모양은 상당히 변형을 겪게 됩니다.장기간에 걸쳐 은하들은 종종 서로 합쳐져 하나의 더 큰 은하를 형성합니다. 안드로메다 은하가 우리 은하와 결국 충돌하게 되면 두 은하는 합쳐져 거대한 새로운 은하를 형성할 것으로 예상됩니다. 이렇게 생성되는 은하는 종종 엘립티컬 은하 형태를 띠는데 이는 원래 은하들의 명확한 구조가 더 이상 존재하지 않기 때문입니다.은하들이 접근하고 충돌함에 따라 중심부의 초대형 블랙홀의 활동도 활발해질 수 있습니다. 이러한 활동은 퀘이사나 다른 활동적인 은하 핵 현상을일으킬 수 있습니다.충돌 과정에서 위성 은하들과 별집단도 새롭게 배치되며 은하가 가진 어두운 물질의 할로도 재구성됩니다.충돌은 또한 은하에서 이미존재하는 별들의 운동에 영향을 미칠 수 있으며 이는 별들의 궤도를 더 불규칙하게 만들 수 있습니다.전반적으로 은하 충돌은 우주의 큰규모의 구조와 진화에 결정적인역할을 합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.29
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우리은하와 가장 가까운 은하는 어떤 은하 인가요
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.우리 은하인 은하수와 가장 가까이 있는 대형 은하는 안드로메다 은하입니다. 안드로메다 은하는 대략 250만광년 정도 떨어져 있으며 점점 우리 은하수쪽으로 접근하고 있습니다. 미래에는 은하수와 충돌할 것으로 예상됩니다.하지만 실제로 가장 가까운 천체들은 위성 은하라 불리는작은 은하들입니다. 이들은 우리 은하수 은하의 중력에 의해 포획되어 있습니다. 이 중 가장 가까운 은하는 카누스 마이너 왜소은하라고 알려져 있지만 기존에 알려진 바와 다르게 더 가까운 거리에 위치한 작은 은하들이 존재할 가능성이 있습니다.가까운 위성 은하로는 대마젤란운과 소마젤란운이 있는데 LMC는 지구로부터 대략 16만 광년 SMC는 대략 20만 광년 떨어져 있습니다. 이런 작은 위성 은하는 우리 은하에 의해 중력적으로 결속되어 있으며 이들 개개의 위성 은하들도 서로 상호작용을 하고 있습니다.우리 은하에 가장 가까이 있는 왜소은하 중 하나인 서편스 왜소은하는 대략 23000 광년떨어져 있는 것으로 추정됩니다.여러 왜소 은하들이 우리 은하 주변에 존재하며우리 은하의 중력의 영향을 받고 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.29
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큐비트 통신과 양자 암호학: 어떻게 보안을 혁신하고 있나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.양자 암호학은 양자 물리학의원리를 이용하여 정보를 암호화하고 전송하는 기술입니다. 전통적인 암호학과 여러 면에서 다르며 그 핵심 차이점은 양자 역학의 두 가지 주요 원리인 양자 중첩과 양자 얽힘을 사용한다는 점입니다.큐비트는 0과 1의 상태를 동시에 가질 수 있는 양자 중첩 상태를이용합니다. 전통적인 비트는 언제나0이거나 1의 하나의 상태만을 가질 수 있지만 큐비트는 두 상태의 중첩으로 표현되며 이는 암호학에서 복잡한 암호화 과정에 활용될 수 있습니다.양자 얽힘은 두 개의 큐비트가 서로 물리적으로 분리되어 있어도 그 상태가 서로 연결되어 있는 현상입니다.한 큐비트의 상태를 측정하면 얽혀 있는 다른 큐비트의 상태도 즉시 결정되며 이는 통신 상대방이 정보의 무결성을 검증할 수 있도록 해줍니다.양자 암호학의 기본적인 애플리케이션 중 하나는 양자 키 분배 입니다.QKD는 두 사용자 간에 암호화된 메시지를 안전하게 키를 교환할 수 있는 방법을 제공합니다. 가장 잘 알려진 방식은 BB84 프로토콜로 양자 중첩 상태의 큐비트를 이용하여 암호화 키를 전송합니다.전송하는 도중에 큐비트가 조작되거나 측정되면그 상태는 변화하게 되어 보내는 쪽과 받는 쪽이 도청을 감지할 수 있습니다. 이러한 특성 때문에 QKD는 어떠한 전자적인 도청 시도도 이론적으로 탐지할 수있는 완벽한 보안을 가능하게 합니다.양자 암호학은 고전적인 컴퓨터로는 해독이 불가능한 수준의 보안을 제공합니다. 양자 컴퓨터가 등장하더라도 양자 암호학은 여전히 안전한 통신을보장하는 데 필수적 입니다.QKD를 사용한 통신은 어떠한 도청 시도도 감지할 수 있으며 이는 데이터의 무결성과 기밀성을 유지하는 데 중요합니다.양자 암호학은 이론적으로 도청이 불가능한 보안 통신을 가능하게 하여 통신의 보안을현저히 강화합니다. 양자 컴퓨팅이 발전함에 따라 이러한 기술은 중요한 데이터를 보호하는 데점점 더 중요한 역할을 하게 될 것입니다. 이 기술은 연구개발과 실용화의 단계에 있으며 현실에 널리 적용하기 위한 많은 노력이 진행 중입니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 전기·전자
24.01.29
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별이 폭발하거나, 달이 불타서 사라질 수 있나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.별들이 폭발하는 현상은 과학적으로 존재합니다. 이것은 주로 초신성 이라고 불리는 천문학적 사건을 통해 별이 자신의 수명의 마지막에 도달했을 때발생할 수 있습니다. 초신성은 별이 그 내부에서핵융합 연료를 소진하고 자신의 중력에 의해 붕괴할 때 발생하는 매우 밝고 강력한 폭발입니다. 이 폭발은 별의 외곽 부분이 우주 공간으로 뿜어져 나가면서 별의 핵이 중성자별이나 블랙홀로 남게 할 수 있습니다.반면에 달이 불타 사라진다 는이미지는 과학적으로 가능한 현상은아닙니다. 달은 암석으로 이루어진 천체이며이미 매우 적은 대기를 가지고 있어서 일반적인 의미에서 불이 붙거나 연소하는 것은 불가능합니다. 우주 공간에서는 산소가 없기 때문에화염이 발생하지 않습니다.그러나 이러한 가사는 주로 비유적인 표현이며 영원한 약속을 의미하거나매우 긴 시간을 나타내는 데 사용되는 경우가 많습니다. 별들이 폭발할 때까지 나 달이 불타 사라질 때까지 라는 표현은 과학적 사실보다는 시적인 멋이나 감정의 극대화를 위한 문학적 과장으로 사용되는 것으로 이해하는 것이 적절합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.29
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매가 정지비행을 할 수 있는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.매와 같은 일부 조류가 공중에서 정지비행을 할 수 있는 능력은 고도로 발달된 비행 기술의 결과입니다. 매는 빠르고 강력한 날갯짓으로충분한 양력을 생성하여 중력을 극복합니다. 날개를 위아래로 움직이는 것뿐만 아니라 날개의 각도를 조절하여 공기를 밀어내며 양력을 생성합니다.매의 날개는 정지비행에 적합하도록 진화했습니다. 날개 끝에 있는 깃털은 공기의 흐름을 조절하고 조정하는 데 도움을 줍니다. 이러한 변조로 매는 공중에서 자신의위치를 유지할 수 있습니다.매는 때로는 상승하는 따뜻한 공기 기류를 이용하여 에너지 소비를 최소화하면서 공중에 머무를 수 있습니다. 이는 열 활공이라고 불리며 조류가 높이를 유지하거나 심지어는 상승할 수 있게 해줍니다.꼬리깃 또한 매우 중요한 역할을 합니다. 매는 꼬리깃을 펼치고 움직여서 공중에서의 자신의 위치와 균형을 조정합니다.강한 바람을 마주하고 비행하며 바람이제공하는 추가적인 저항을 활용해 공중에 더 쉽게 머무를 수 있습니다. 해안선이나 언덕 근처에서는 바람이 상승하기 쉬운 형태를 만들어 이를 활용해 정지비행을 더욱 효과적으로 수행할 수 있습니다.정지비행은 많은 에너지를 필요로 하며 매는 강력한 근육과 뛰어난 지구력을 가지고 있어야 합니다.이 모든 요소들이 결합되어 매가 하늘에서 정지비행을 하는 데 필요한 양력과 안정성 조종성을 제공합니다. 정지비행은 많은 에너지를 소모하는비행 기법이기 때문에 매는 주로 효율적인글라이딩이나 상승기류를 이용한 활공을병행하여 에너지를 절약합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 생물·생명
24.01.29
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자유낙하를 하면 속도가 계속 증가하나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.물체가 자유 낙하하며 가속되는 것은맞지만 속도가 무한정증가하는 것은 아닙니다. 지구상에서의 자유낙하에서 물체는중력에 의해 가속되지만 공기 저항 때문에 특정한최대 속도 즉 종단 속도에 도달하게됩니다. 이 속도에 이르면 중력에 의한가속도와 공기 저항에 의한 감속도가 균형을 이루어 더 이상 속도가 증가하지 않습니다.지구의 중력 가속도는 약 9.81m/s²로 일정합니다. 이 가속도 하에서 공기 저항이 없다 가정할 때 속도는 계속 증가할 것입니다. 아인슈타인의 상대성 이론에 따르면 물체의 속도가 빛의 속도에 가까워지면서 질량이 증가하고 물체를 가속시키기 위한 에너지의 요구량은 무한대로 증가하여 빛의 속도에 도달할 수 없게 됩니다. 결국 속도는 빛의 속도에 가까워질수록 매우 무거워지게 되며 실제로는빛의 속도에 도달하거나 그 이상으로 가속되는 것은 불가능합니다.환경에서는 종단속도로 인해 속도가 일정한 값에 도달하게 되며 이상적인 진공 환경과 상대론적 효과를 고려할 때에도 속도가 무한으로 증가하는것은 불가능합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 물리
24.01.29
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달이 매년 지구로 부터 약 3.8cm씩 멀어진다고 하는데요
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.네 맞습니다. 달이 매년 지구로부터 대략 3.8cm씩 멀어지고 있다면 과거에는 지금보다 훨씬 가까웠을 것입니다.이러한 이동은 조석 힘의 결과물로 이해됩니다. 조석력은 달의 중력에 의해 지구의 바다에 발생하는변화이며 이 과정에서 발생하는 에너지 손실로 인해 달이 조금씩 지구로부터 멀어지게 됩니다.지구와 달이 형성된 후 초기에는 둘 사이의 거리가현재보다 훨씬 가까웠을 것으로 추정됩니다. 현재 달은 지구로부터 약 385000km 떨어져 있으며 지구와 달이 약 46억 년의 시간 동안 서로 멀어졌다고 가정할 때 간단한 계산을 통해 대략적인 초기 거리를 추정할 수 있습니다.46억 년 \(\times\) 3.8cm/년 ≈ 1748km하지만 이 계산은 달이 항상 일정한 속도로 멀어졌다고 가정한 것이므로 실제 거리는 다를 수 있습니다. 실제로는 지구의 자전 속도가 감소함에 따라 이에 비례하여 달이 멀어지는 속도도 변화했을 것입니다.초기에는 조석 효과가 더 강했을 가능성이높고 달이 더 고속으로 멀어졌을수 있습니다.따라서 위의 단순 계산보다는 좀 더복잡한 모델을 사용하여 초기 거리를 정확히 추정해야 합니다. 그럼에도 불구하고 일반적인 이해는 초기에 달이 지금보다 훨씬 지구에 가까이 있었다는 것입니다. 초기 지구와 달 사이의 거리에 대한 과학적 추정은 다양하며 지질학적 천문학적 기록을 토대로 연구자들이 계속해서 연구하고 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.29
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전자 제품 코드 선을 구부려서 사용해도 전기가 흐르는 원리가 뭔가요??
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.전자 기기의 코드 즉 전기 케이블이 구부러져 있어도 전기가 흐르는 데 문제가 없는 이유는 케이블을 구성하는 구리나 알루미늄과 같은 금속의 물리적 및 전기적 특성 때문입니다. 이 금속들은 매우 좋은 전도성을 가지고 있고유연하기 때문에 접거나 구부려도 내부의 전자가 양쪽 끝으로 자유롭게 이동할 수 있습니다.케이블을 너무 꽉 조이거나 심하게 꺾으면 내부의 도체가 손상될 수 있고 이는 저항을 증가시켜 전기 흐름에 영향을 줄 수 있습니다. 완전히 단선이 되면 전기가 흐르지 않게 되고 노출된 도체가 다른 도체와 접촉하게 되면 단락이 발생할 수도 있습니다.급격한 각도로 케이블을 구부리면 내부 도체가 손상될 수 있습니다.너무 세게 조이면 케이블의 내부 도체에 압력이 가해져 절연체를 파손시킬 위험이 있습니다.고온은 케이블의 절연체를 손상시켜 전기적 특성을 악화시킬 수 있습니다.오래되거나 손상된 케이블은 저항이 증가되어 발열의 원인이 될 수 있으므로 주기적으로 점검하고 필요한 경우 교체하는 것이 중요합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 전기·전자
24.01.29
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