답변 내역

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.상대성이론 이전의 시간과 공간은 무대 같은 존재였어요. 우주 어디서나 똑같이 흐르는 절대 시간이 있고, 공간은 그 위에서 사건이 벌어지는 고정된 배경이라고 봤죠. 뉴턴 역학이 이 전제 위에 서 있었고 일상 감각과도 잘 맞았어요.이 그림을 깬 출발점은 빛의 속도가 누구에게나 같다는 실험 사실이에요. 달리는 차에서 던진 공은 차의 속도가 더해지는데, 빛은 아무리 빠르게 움직이며 재도 항상 같은 속도로 측정됐어요. 아인슈타인은 여기서 발상을 뒤집었어요. 빛의 속도가 변하지 않는다면, 대신 시간과 공간이 관측자마다 달라져야 한다고요. 그 결과 빠르게 움직이는 사람의 시간은 느리게 가고 길이는 줄어들며, 두 사건이 동시인지조차 보는 사람에 따라 달라진다는 결론이 나왔어요. 시간과 공간은 각자 따로가 아니라 시공간이라는 하나의 구조로 묶였고요.일반상대성이론은 한 걸음 더 나가서 이 무대가 출연자의 영향을 받는다는 걸 보였어요. 질량이 있는 물체는 주변 시공간을 휘게 하고, 중력은 그 휘어진 시공간을 따라 움직이는 현상이라는 거예요. 무거운 볼링공을 올린 트램펄린이 움푹 패는 것처럼요. 태양 근처에서 별빛이 휘는 관측으로 확인됐고, GPS가 위성 시계의 시간 차이를 매일 보정하는 것도 이 이론이 일상 기술에 들어와 있다는 증거예요.시간과 공간이 고정된 배경에서 물질과 상호작용하는 유연한 존재로 바뀐 것, 이게 상대성이론이 만든 가장 큰 전환이에요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.방향은 맞아요. 그런데 고무가 특별한 건 분자 배열이 변하는 방식이 금속 같은 다른 재료와 다르다는 점이에요.고무는 실처럼 긴 사슬 모양 분자가 마구 뒤엉켜 있는 재료예요. 평소에는 이 사슬들이 라면 면발처럼 꼬불꼬불 구부러진 상태로 있는데, 공을 누르면 사슬들이 억지로 펴지고 정렬돼요. 분자 입장에서는 꼬여 있는 게 훨씬 자연스러운 상태라서 손을 떼는 순간 사슬들이 다시 꼬불꼬불한 원래 모습으로 되돌아가고, 그 움직임이 공 전체를 원래 모양으로 밀어내는 거죠. 이걸 엔트로피 탄성이라고 부르는데, 무질서한 상태로 돌아가려는 성질이 복원력을 만든다는 뜻이에요.여기서 중요한 게 하나 더 있어요. 고무 사슬들은 군데군데 화학 결합으로 서로 묶여 있거든요. 가황이라고 부르는 처리인데, 이 연결점 덕분에 사슬이 펴졌다가도 제자리를 잃지 않고 돌아올 수 있어요. 이 묶임이 없으면 껌처럼 눌린 모양 그대로 퍼져버려요. 그래서 같은 분자 변형이라도 고무는 되돌아오고 찰흙은 못 돌아오는 차이가 생기는 거예요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.네 맞아요. 물이 떨어지면서 중력 때문에 점점 빨라지는데, 수도꼭지에서 나오는 물의 양은 매초 일정하잖아요. 같은 양이 더 빠르게 지나가려면 통로가 좁아질 수밖에 없어서 물줄기가 가늘어지는 거예요.물리에서는 이걸 연속방정식이라고 불러요. 단면적 곱하기 속도가 일정하게 유지된다는 건데, 위쪽에서 느리게 흐르던 물이 아래에서 두 배 빨라지면 단면적은 절반이 돼야 매초 지나가는 양이 같아지죠. 고속도로에서 차들이 속도를 올리면 차 사이 간격이 벌어지면서 같은 구간에 있는 차 수가 줄어드는 것과 비슷해요. 물줄기는 옆으로 끊어질 수 없으니 간격 대신 굵기를 줄이는 거고요.제 경험상 이건 눈으로 확인해보면 더 재미있어요. 수도를 아주 약하게 틀면 가늘어지다가 어느 지점에서 물방울로 뚝뚝 끊기는데, 너무 가늘어지면 표면장력이 물줄기를 유지하지 못해서 그래요. 반대로 세게 틀면 속도 변화 비율이 상대적으로 작아져서 가늘어지는 게 훨씬 덜 보이고요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.손가락으로 막으면 빨대 위쪽에 갇힌 공기와 바깥 대기압 사이에 압력 차이가 생겨서 물이 안 떨어지는 거예요. 질문하신 방향이 맞아요.원리를 조금 풀어보면 이래요. 빨대를 막은 상태에서 물이 아래로 살짝 내려가려고 하면 위에 갇힌 공기 공간이 아주 조금 늘어나요. 공기는 같은 양인데 공간이 커지니 갇힌 공기의 압력이 바깥 대기압보다 낮아지죠. 그러면 빨대 아래쪽 입구에서 물을 위로 밀어 올리는 대기압이 위에서 누르는 힘보다 세져서 물기둥이 그 자리에 멈춰요. 물이 빠지려는 움직임 자체가 물을 붙잡는 압력 차이를 만드는 구조거든요. 주사기 끝을 막고 피스톤을 당기면 뻑뻑하게 저항이 느껴지는 것과 비슷해요.손가락을 떼는 순간 위쪽도 대기압이 되면서 압력 차이가 사라지고, 그때는 중력만 남아서 물이 주르륵 떨어지는 거고요. 그래서 이 실험은 대기압이 아래에서 위로도 작용한다는 걸 보여주는 예시로 많이 쓰여요. 참고로 빨대가 아주 가늘면 물 분자가 관 벽에 달라붙는 표면장력도 거들지만 일반 빨대 굵기에서는 대기압이 하는 일이 훨씬 커요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.정확한 실행시간이 오히려 쓸모없는 숫자라서 그래요. 같은 코드도 컴퓨터 성능, 프로그래밍 언어, 그날의 시스템 상태에 따라 실행시간이 제각각이에요. 내 노트북에서 3초 걸린 코드가 서버에서는 0.1초일 수 있으니, 초 단위 시간은 알고리즘 자체의 성질이 아니라 환경의 성질인 거예요. 알고리즘끼리 공정하게 비교하려면 환경과 무관한 잣대가 필요했던 거죠.빅오가 재는 건 데이터가 늘어날 때 일의 양이 어떤 비율로 불어나느냐예요. 데이터가 10배 되면 일도 10배 늘어나는 게 O(n), 100배로 폭증하는 게 O(n²), 몇 번 더 하는 수준에서 끝나는 게 O(log n)이에요. 이 증가 추세는 어떤 컴퓨터에서 돌려도 변하지 않는 알고리즘 고유의 성격이에요. 그리고 데이터가 커지면 세부 차이는 의미가 없어져요. 정확히 3n+5번 연산하든 2n번 하든, n이 백만쯤 되면 둘 다 그냥 n에 비례하는 부류거든요. 그래서 계수와 잔챙이 항을 버리고 큰 흐름만 남기는 거예요.실무 감각으로 보면 빅오는 이 알고리즘이 데이터 커질 때 버틸 수 있는가라는 질문에 대한 답이에요. 회원 천 명일 때 멀쩡하던 기능이 백만 명이 되자 서버가 뻗는 사고의 원인이 대부분 O(n²)짜리 코드예요. 코딩테스트에서 빅오를 묻는 것도 큰 입력에서 살아남는 코드를 짤 줄 아는지 보려는 거라, 근사적이라서 부정확한 게 아니라 근사했기 때문에 본질만 남은 표기법이라고 이해하시면 돼요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.비 오는 날 차선이 안 보이는 건 차선 위 물막이 빛의 경로를 바꿔버려서예요. 차선 도료에는 헤드라이트 빛을 운전자 쪽으로 되돌려보내는 작은 유리알이 박혀 있어요. 빛이 온 방향으로 그대로 반사시키는 재귀반사라는 원리로 밤에도 차선이 밝게 보이는 건데, 비가 와서 물막이 유리알을 덮으면 빛이 유리알에 닿기 전에 물 표면에서 미끄러지듯 반사돼 엉뚱한 방향으로 나가버려요. 운전자에게 돌아올 빛이 사라지니 차선이 어둠에 묻히는 거예요. 밤비에 마주 오는 차의 불빛까지 젖은 노면에 번지면 눈부심이 더해져 상황이 더 나빠지고요.해결책은 도로 쪽과 운전자 쪽으로 나뉘어요. 도로 쪽에서는 물막 위로 튀어나올 만큼 굵은 유리알을 쓰거나 차선을 볼록한 돌기 형태로 시공하는 우천형 차선이 보급되고 있어요. 정부도 빗길 시인성 기준을 강화해서 새로 칠하는 차선부터 적용 중이에요.운전자가 당장 할 수 있는 것도 있어요. 와이퍼 날이 낡으면 물막이 고르게 안 닦여 시야가 더 흐려지니 교체 시기를 챙기고, 유리 발수 코팅을 해두면 빗방울이 굴러떨어져 차선 식별이 한결 나아져요. 비 오는 밤에는 앞차의 궤적과 도로 가장자리 시설물을 함께 참고하면서 속도를 평소보다 확실히 줄이는 게 제일 확실한 안전책이에요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.저항 그래프만으로 부족한 이유부터 볼게요. 저항이 뚝 떨어지는 그래프는 측정 오류나 시료 일부의 금속성 변화, 접촉 불량으로도 나올 수 있어요. 실제로 저항 0처럼 보였다가 장비 문제로 판명된 사례가 여러 번 있었죠. 그래서 초전도의 두 번째 지문인 마이스너 효과를 요구하는 거예요.마이스너 효과가 결정적인 건 초전도체만의 능동적인 성질이라서예요. 초전도체는 자기장 속에 넣으면 표면에 저항 없는 전류가 저절로 흘러 내부 자기장을 완전히 밀어내요. 중요한 건 순서를 바꿔도 된다는 점이에요. 자기장을 먼저 걸어두고 온도를 낮춰 초전도 상태로 만들면, 이미 들어와 있던 자기장까지 밖으로 쫓아내요. 이건 단순히 자기장 변화에 저항하는 게 아니라 상태 자체가 자기장을 배제하는 성질이라는 증거예요.반자성과의 구별점이 바로 여기예요. 흑연이나 비스무트 같은 일반 반자성체도 자석을 약하게 밀어내지만, 이미 걸려 있던 자기장을 쫓아내지는 못해요. 자기장 먼저, 냉각 나중 순서로 실험했을 때 자기장이 배제되는지가 판별 기준이에요. 자석 위에 반쯤 떠서 기우뚱한 시연은 강한 반자성으로도 가능해서, 자화율의 크기와 온도에 따른 급격한 전이까지 측정해야 해요.재현 검증에서 문제가 되는 건 주로 시료예요. 합성 조건이 애매하게 기술돼 있거나 만들 때마다 조성이 달라지면 다른 연구팀이 같은 물질을 만들었는지조차 확정할 수 없어요. LK-99 소동 때도 불순물인 황화구리가 저항 급락을 흉내 낸 것으로 결론 났는데, 시료마다 불순물 양이 달라 혼란이 길어졌죠. 그래서 판별 절차는 결국 저항 0, 마이스너 효과, 비열 이상 같은 독립 증거 여러 개가 서로 다른 연구팀의 시료에서 동시에 재현되는지를 보는 거예요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.실현 가능성을 높게 보는 과학자와 회의적인 과학자가 갈리는 주제인데, 지금까지의 근거를 놓고 보면 부분적 역노화는 가능성이 열려 있고 150세는 아직 근거가 부족한 단계예요.희망적인 쪽 근거부터 볼게요. 노화가 고정된 운명이 아니라 되돌릴 수 있는 과정이라는 증거가 실험실 수준에서는 나와 있어요. 세포에 특정 유전자 조합을 발현시키면 늙은 세포가 젊은 상태의 특징을 되찾는 부분적 재프로그래밍이 생쥐 실험에서 확인됐고, 시력 회복 같은 조직 단위 성과도 보고됐어요. 노화 세포만 골라 제거하는 세놀리틱 약물, 혈액 인자 교환 같은 접근도 동물에서 수명과 건강 지표를 개선했고요. 말씀하신 전기전자·컴퓨팅 발전이 중요한 게, 이런 개입의 안전성 문제를 풀려면 수조 개 세포의 상태를 측정하고 AI로 설계하는 능력이 필수라서예요.그런데 걸림돌이 만만치 않아요. 재프로그래밍은 과하면 세포가 정체성을 잃고 암으로 변해요. 전신에 균일하게, 뇌처럼 교체 불가능한 장기까지 안전하게 적용하는 건 차원이 다른 문제예요. 그리고 생쥐에서 통한 것이 사람에서 통한 사례가 노화 분야에는 아직 없어요. 인간 검증에는 수십 년 단위 임상이 필요해서 시간 자체가 병목이고요.그래서 제 의견은 이래요. 앞으로 수십 년 안에 특정 장기나 조직의 생물학적 나이를 되돌리는 치료는 나올 가능성이 꽤 있고, 건강수명을 늘려 100세 안팎 도달자를 크게 늘리는 방향이 현실적인 경로예요. 전신을 20대 수준으로 되돌려 150세를 넘기는 건 원리적으로 금지된 게 아니라는 점에서 장기적으로 열려 있지만, 현재 인류 최고 기록이 122세라는 걸 생각하면 완전히 새로운 차원의 검증이 필요한 목표예요. 불가능이라 단정할 근거도, 실현된다 확언할 근거도 없는 미개척지라고 보시는 게 정확해요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.직류 전동기 속도는 전압으로 조절하는 게 기본이에요. 전동기 회전 속도는 걸어주는 전압에 거의 비례해서, 전압을 올리면 빨라지고 내리면 느려져요. 요즘은 전압을 직접 낮추는 대신 전원을 초당 수만 번 껐다 켰다 하며 켜진 시간의 비율로 평균 전압을 만드는 PWM 방식을 주로 써요. 열 손실이 적어서 드릴이나 전기자전거 속도 조절이 다 이 방식이에요.다른 방법도 있어요. 계자 권선의 자기장을 약하게 하면 오히려 속도가 올라가는 계자 제어는 고속 운전에 쓰이고, 회로에 저항을 넣어 떨어뜨리는 방식은 간단하지만 전기를 열로 버려서 요즘은 잘 안 써요.부하의 영향은 반대 방향이에요. 짐이 무거워지면 전동기가 더 큰 힘을 내느라 전류가 늘고, 내부 저항에서 전압이 깎이면서 속도가 떨어져요. 그래서 일정한 속도가 필요한 장치는 속도를 측정해 전압을 실시간으로 보정하는 피드백 제어를 함께 써요. 전압이 액셀이고 부하가 오르막이라고 보면, 오르막에서도 속도를 지키려고 액셀을 자동으로 더 밟아주는 구조인 거예요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.맞아요, 꿀렁거림은 물과 공기가 좁은 병목에서 자리다툼을 하는 소리예요. 물이 빠져나가면 병 안에 빈 공간이 생기는데, 밀폐된 병에서는 그 공간을 채울 공기가 들어올 길이 병목 하나뿐이에요. 물이 나가는 문과 공기가 들어오는 문이 같은 거예요.그래서 교대가 일어나요. 물이 쏟아지는 동안 병 안 공기가 희박해지면서 내부 압력이 낮아지고, 바깥 대기압이 물을 밀어 막는 순간 흐름이 잠깐 멈춰요. 그 틈에 공기 방울이 병목을 비집고 안으로 들어가 압력을 회복시키면 다시 물이 쏟아지고요. 이 주고받기가 초당 몇 번씩 반복되는 게 꿀렁꿀렁이에요. 물이 나가는 만큼 공기가 들어와야 하는데 통로가 하나라 번갈아 쓸 수밖에 없는 거예요.병을 살짝 기울여 따르면 조용해지는 게 그 증거예요. 병목 위쪽으로 공기가 들어갈 틈이 생기면서 물은 아래로, 공기는 위로 각자 길을 갖게 되거든요. 병을 빙글 돌려 소용돌이를 만들면 물기둥 가운데에 공기 통로가 뚫려서 훨씬 빨리 쏟아지는 것도 같은 원리예요. 캔에 구멍을 두 개 뚫으면 잘 나오는 것, 간장병에 공기구멍이 따로 있는 것도 전부 이 자리다툼을 없애려는 설계예요 :)