답변 내역

현재 과학자들은 우주가 가속 팽창하고 있다고 이야기합니다. 아주 멀리 있는 은하 속의 초신성 밝기를 이용하여 은하까지의 거리와 후퇴 속도를 측정한 결과를 토대로 말한 것입니다. 허블의 법칙으로 알려진 것에 따르면 은하의 후퇴 속도는 거리에 비례한 값으로 나와야 하는데, 멀리 있는 은하가 허블 법칙에 의해 계산된 것보다 훨씬 빠른 속도로 멀어진다는 것을 밝혀냈습니다. 우주가 물질로만 이루어졌다면 이런 현상은 일어날 수 없습니다. 왜냐하면 물질들은 암흑 물질이든 보통 물질이든 인력을 작용하기 때문에 가속될 수가 없기 때문입니다. 따라서 과학자들은 우주가 가속 팽창하는 이유를 설명하기 위해 암흑 에너지라는 이론상의 에너지를 도입하였습니다. 이 암흑 에너지가 척력으로 작용하여 우주를 가속 팽창시킨다는 것이 현재의 우주론입니다.

눈은 수증기가 승화(기체->고체)된 것이고, 우박은 물방울이 응고(액체->고체)된 것입니다. 우박은 얼음 알갱이입니다. 우박은 상승 기류가 강한 경우, 특히 초여름이나 초가을에 잘 나타납니다. 우박은 구름을 이루고 있는 구름 입자(물방울)가 상승 기류를 타고 상승과 하강을 반복하는 동안 서로 들러붙어서 점점 커지는 것입니다. 상승기류가 약한 경우 물방울의 형태로 내려오면 비가 됩니다. 상승 기류가 아주 강해서 매우 높은 곳까지 올라가면 구름 내부의 온도는 0도 보다 낮은 상태가 되고 올라간 물방울은 얼게 됩니다. 얼어붙은 물방울이 녹기 전에 지면에 도달하는 것이 우박입니다.

기찻길의 철로 아래에 자갈을 깐 이유는 몇 가지가 있습니다. 첫째는 진동을 흡수하는 역할을 합니다. 자갈들이 진동을 흡수하여 주변 지역으로 진동이 전달되는 것을 막아줍니다. 둘째, 충격을 분산시킵니다. 기차가 지나가는 동안 발생하는 충격을 지면에 전달됩니다. 자갈이 없다면 그 충격은 그대로 지면에 전달되고 지면은 그 충격을 견디지 못해 파손될 것입니다. 셋째, 잡초가 자라는 것을 막아줍니다. 만약 자갈을 까지 않았다면 토양으로 이루어지기 때문에 잡초들이 잘 자랄 것입니다. 그렇게 되면 기차의 운행이 제약을 받을 수 있습니다. 넷째, 배수가 잘 됩니다. 자갈 사이로 물이 쉽게 빠져나가 철로에 물이 고이는 것을 막을 수 있습니다.

지구 성에서 밀도가 가장 큰 물질은 희토류의 하나인 오스뮴(Os)입니다. 오스뮴의 밀도는 22.59g/cm^3이니 같은 부피의 물의 질량보다 약 22.6배 더 무겁습니다.

암흑물질은 말 그대로 암흑이라 전자기파를 방출하지 않기 때문에 망원경이나 전파망원경 등 일반적인 관측방법으로는 관측할 수 없습니다. 암흑물질이 가진 중력을 이용하여 간좁적으로 관측합니다. 빛은 우주공간이든 어디서든 직진합니다. 그러나 중력이 작용하면 중력에 의해 빛의 경로가 휘어집니다. 매우 큰 질량을 가진 천체가 있다면 빛은 그 천체 주위에서 휘어집니다. 만일 암흑물질이 있다면 뒤에 있는 천체로부터 방출되는 빛이 암흑물질의 중력에 의해 휘어져 경로를 바꾸고 우리 눈에는 여러 개로 보이기도 합니다. 이러한 현상을 중력렌즈라고 합니다. 렌즈를 통해 빛을 모으듯 암흑물질의 중력이 빛을 모아주는 역할을 하는 것입니다.

먼저 단열이라는 개념을 알아야 합니다. 공기덩어리가 상승하거나 하강할 때 매우 느린 속도로 이동하면 주변의 공기와 열을 주고받으며 기온이 비슷한 상태가 됩니다. 그러나 주변의 공기와 열을 주고받지 못할 정도로 빠르게 이동하면 주변과는 단절된 상태가 됩니다. 이를 단열이라고 합니다. 강한 바람이 불어 산을 타고 상승하거나 하강할 때 공기덩어리는 거의 단열 상태로 이동합니다. 단열된 상태로 상승하는 경우 공기덩어리 내부의 압력은 주변의 기압보다 높게 됩니다. 이런 상태에서 공기덩어리는 주변의 공기덩어리를 밀어내고 팽창하게 되는데 이를 단열팽창이라고 합니다. 주변의 공기를 밀어내는 과정에서 일을 했으므로 공기덩어리의 기온은 내려갑니다. 반대로 산을 타고 내려오는 경우는 기압이 낮은 곳에서 높은 곳으로 내려오는 것이므로 주변의 압력에 의해 공기덩어리는 압축되는데 이를 단열압축이라고 합니다. 이 과정에서 공기덩어리는 주변으로부터 일을 받았으므로 에너지가 높아지고 온도는 올라갑니다. 이렇게 단열 과정으로 내려오는 동안 온도가 올라가는 것을 단열승온이라고 합니다. 높새바람도 단열승온이 일어나는 바람입니다.

화산이 폭발한다는 것은 지하에 있던 마그마가 지표로 분출되는 현상입니다. 지하에 있던 마그마가 지각의 좁은 틈을 뚫고 올라오는 동안 주변에 압력을 가하므로 지진이 발생합니다. 이때 발생하는 지진은 지각의 충돌이나 판의 섭입 등 지구조적으로 발생하는 지진보다는 규모가 작은 것이 일반적입니다. 화산학자들은 화산 근처에서의 지진활동을 측정하여 화산의 분화를 미리 예측하기도 합니다.

사해의 해발 고도는 -412m입니다. 사해는 북쪽을 기준으로 동쪽의 요르단과 서쪽의 이스라엘로 나뉘어져 있으며, 판구조론적으로는 판이 갈라지는 열곡대에 해당합니다.사해는 주변보다 낮으므로 하천수가 모이는 곳입니다. 일반적으로 하천수가 모이면 바다로 나가는데 사해는 더 이상 나갈 곳이 없습니다. 게다가 증발이 잘 일어나므로 다른 지역에 비해 염분이 높은 것입니다. 사해의 염분은 일반 바닷물의 약 10배입니다.

원을 보면 중심각과 호의 길이는 비례함을 알 수 있습니다. 따라서 호의 길이와 호의 길이에 대한 중심각의 크기를 알면 전체 원의 길이와 반지름을 알 수 있습니다. 예를 들어 중심각의 크기가 90°이고 호의 길이가 30cm라면, 전체 원에 대해 1/4의 길이가 30cm인 셈이 되니 전체 원의 길이는 120cm가 됩니다. 원의 길이는 ‘2×반지름×3.14’이므로 이 경우 원의 반지름은 120/(2×3.14)≒19.1cm가 됩니다.이런 방식으로 지구 둘레나 반지름을 구하려면 동일 경도상의 위도가 다른 두 지점을 정해서 두 지점 사이의 거리와 위도 차이를 알면 됩니다.그러나 에라토스테네스가 살았던 시대의 측량기술로는 두 지점 사이의 직선거리를 정확하게 구할 수 없었을 테니 두 지점 사이의 거리는 실제값보다 크게 나왔을 겁니다.에라토스테네스가 이런 방식으로 구한 지구의 둘레는 약 46,250km였으며, 현재 측정값은 40,075km에 비해 15% 정도 큰 값입니다. 그러나 모든 것을 고려했을 때 에라토스테네스는 간단한 방법으로 지구 둘레를 아주 정밀하게 측정한 것입니다.

현재 천문학자들이 추정하는 우주의 끝은 약 137억 광년입니다. 빛의 속도로 진행해도 137억 년이 걸린다는 이야기입니다. 따라서 빛의 속도로 가도 우주의 끝을 보기는 어려울 것 같습니다.