안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 은하의 경계는 어떻게 정하는지 궁금합니다
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.은하의 경계는 중력에 의해 결정됩니다. 은하 내의 별, 가스, 먼지 등은 서로 중력으로 묶여 있으며, 이 중력에 의해 은하의 형태가 유지됩니다.은하의 경계는 일반적으로 중력 포텐셜의 값이 급격히 떨어지는 지점을 기준으로 정합니다. 중력 포텐셜은 물체가 중력에 의해 얼마나 끌어당겨지는지를 나타내는 값으로, 중력 포텐셜이 높을수록 물체가 중력에 더 많이 끌어당겨집니다.은하의 경계는 은하의 종류에 따라 다릅니다. 타원 은하의 경우, 중력 포텐셜의 값이 급격히 떨어지는 지점은 은하의 중심에서 멀어질수록 점차 넓어지게 됩니다. 반면, 나선 은하의 경우, 중력 포텐셜의 값이 급격히 떨어지는 지점은 은하의 중심에서 멀어질수록 점차 좁아지게 됩니다.우리은하와 안드로메다은하의 경우, 두 은하의 중력 포텐셜이 급격히 떨어지는 지점이 겹치기 때문에, 두 은하가 충돌할 때까지는 명확한 경계를 정의하기 어렵습니다.은하의 경계를 정의하는 방법에는 다음과 같은 것들이 있습니다.중력 포텐셜의 값이 급격히 떨어지는 지점별의 밀도가 급격히 떨어지는 지점가스의 밀도가 급격히 떨어지는 지점먼지의 밀도가 급격히 떨어지는 지점각 방법마다 장단점이 있으며, 은하의 종류에 따라 적합한 방법이 다릅니다.
화학
Q. "오존"층이 우리에게 중요한 이유는 무엇인가요
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.오존층은 지구 대기권의 성층권에 위치한 오존으로 이루어진 층입니다. 오존은 태양의 자외선(UV)을 흡수하여 지구 생명체를 보호하는 중요한 역할을 합니다.오존층이 파괴되면 태양의 자외선이 그대로 지구 표면에 도달하게 됩니다. 태양의 자외선은 피부암, 백내장, 면역력 저하 등의 질병을 유발할 수 있습니다. 또한, 작물의 피해, 해양 생태계의 파괴 등도 초래할 수 있습니다.이러한 이유로 오존층은 지구 생명체의 생존에 필수적인 층입니다.오존층을 파괴하는 주범은 프레온가스입니다. 프레온가스는 냉장고, 에어컨, 스프레이 등 다양한 용도로 사용되는 가스입니다. 프레온가스는 대기 중에서 분해되어 오존과 결합하여 오존층을 파괴합니다.1980년대 초, 과학자들은 남극 상공의 오존층이 얇아지는 현상을 발견했습니다. 이후 프레온가스가 오존층을 파괴한다는 사실이 밝혀지면서, 국제사회는 오존층 보호를 위한 노력을 시작했습니다.1987년, 세계 각국은 오존층 파괴 물질의 생산과 사용을 규제하는 몬트리올 의정서를 채택했습니다. 몬트리올 의정서에 따라 프레온가스의 생산과 사용은 점차 감소하고 있으며, 오존층은 점차 회복되고 있습니다.
전기·전자
Q. 집에있는 보일러를 외부에서 어플로 키려고 하려면 어떻게 해야 하나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.외부에서 집에 도착하기 전에 보일러를 켜서 실내를 미리 따뜻하게 해 놓으려면, 스마트폰 어플로 작동할 수 있는 IoT 보일러가 필요합니다. IoT 보일러는 무선 인터넷에 연결되어 있어 스마트폰 어플로 온도 조절, 예약 설정 등 다양한 기능을 제어할 수 있습니다.IoT 보일러 시스템을 구축하기 위해서는 다음과 같은 순서를 따라야 합니다.IoT 보일러 구입먼저, 스마트폰 어플로 제어할 수 있는 IoT 보일러를 구입해야 합니다. 다양한 제조사에서 IoT 보일러를 출시하고 있으므로, 본인의 예산과 사용 환경에 맞는 제품을 선택하는 것이 좋습니다.무선 인터넷 연결IoT 보일러는 무선 인터넷에 연결되어야 작동할 수 있으므로, 보일러가 설치될 장소에 무선 인터넷이 연결되어 있는지 확인해야 합니다.앱 설치보일러 제조사 홈페이지에서 스마트폰용 앱을 다운로드하여 설치합니다.앱으로 보일러 등록앱을 실행하고, 보일러의 시리얼 번호를 입력하여 보일러를 등록합니다.온도 설정 및 예약 설정앱을 사용하여 보일러의 온도를 설정하거나, 원하는 시간에 보일러를 켜거나 끌 수 있습니다.IoT 보일러 시스템을 구축하면, 외부에서 스마트폰 어플을 사용하여 보일러를 제어할 수 있으므로, 집에 도착하기 전에 보일러를 켜서 실내를 미리 따뜻하게 해 놓을 수 있습니다.IoT 보일러 시스템을 구축하는 데 필요한 구체적인 단계는 보일러 제조사의 안내에 따라 진행하면 됩니다.
화학
Q. 평소궁금한건데 평면거울과 볼록거울의차이가 뭔지궁금합니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.평면거울과 볼록거울의 차이는 거울의 표면이 평면인지 곡면인지에 있습니다. 평면거울은 표면이 평평하고, 볼록거울은 표면이 볼록하게 휘어져 있습니다.평면거울은 물체의 빛을 반사하여 똑바로 비추는 특성이 있습니다. 따라서 평면거울에 비친 물체의 상은 거울 뒤에 있는 것처럼 보이고, 크기와 모양이 실제 물체와 동일합니다.볼록거울은 물체의 빛을 반사하여 모으는 특성이 있습니다. 따라서 볼록거울에 비친 물체의 상은 거울 뒤에 있는 것처럼 보이고, 크기는 실제 물체보다 작거나 크게 보입니다. 또한, 물체가 볼록거울에 가까이 있을수록 상은 더 크게 보입니다.
화학
Q. 수제요거트에 딱딱한 견과류인 아몬드를 넣어서 놔두면 왜 아몬드가 삶은것 같이 되는가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.아몬드가 수제 요거트에 넣어두면 부드러워지는 이유는 수분과 유산균의 작용 때문입니다.아몬드는 겉은 단단하지만, 속은 수분을 많이 함유하고 있습니다. 수제 요거트는 유산균이 풍부한 음식으로, 유산균은 아몬드의 수분을 분해하여 아몬드의 단단한 구조를 부드럽게 만듭니다.또한, 수제 요거트는 유산으로 산성이 높은 음식입니다. 산성은 아몬드의 단백질을 변성시켜 부드럽게 만듭니다.구체적으로, 유산균은 아몬드의 세포벽을 분해하여 수분을 유입시키는 역할을 합니다. 수분이 유입되면 아몬드의 세포가 부풀어 오르고, 단단한 구조가 약해집니다. 또한, 유산균은 아몬드의 단백질을 분해하여 아미노산으로 바꿉니다. 아미노산은 단백질보다 부드러운 성질을 가지고 있기 때문에, 아몬드의 식감이 부드러워집니다.수제 요거트에 넣어둔 아몬드의 부드러움 정도는 아몬드의 크기, 수분 함량, 유산균의 종류, 유산균의 양, 요거트의 산도 등에 따라 달라집니다. 일반적으로 아몬드의 크기가 작을수록, 수분 함량이 높을수록, 유산균의 종류가 아몬드에 적합할수록, 유산균의 양이 많을수록, 요거트의 산도가 높을수록 아몬드가 부드러워집니다.따라서, 수제 요거트에 넣어둔 아몬드가 더 부드러워지게 하려면, 다음과 같은 방법을 시도해 볼 수 있습니다.아몬드를 잘게 다집니다.수분이 많은 아몬드를 사용합니다.유산균이 아몬드에 적합한 종류를 사용합니다.유산균의 양을 늘립니다.요거트의 산도를 높입니다.단, 아몬드가 너무 부드러워지면, 아몬드 고유의 식감과 풍미가 떨어질 수 있으므로 주의해야 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 평상시에궁금한건데 물리학에서 끈이론이 무엇인지궁금해요
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.끈 이론은 현대 물리학의 가장 중요한 이론 중 하나로, 우주의 기본 구성 요소를 끈으로 보는 이론입니다. 끈 이론에 따르면, 전자, 양성자, 중성자, 쿼크와 같은 모든 입자는 1차원적인 끈으로 이루어져 있습니다. 끈의 진동 방식에 따라 다양한 입자가 나타납니다.끈 이론은 다음과 같은 점에서 기존 물리학 이론을 발전시켰습니다.양자역학과 일반 상대성이론을 통합한 양자 중력 이론을 제시했습니다.우주가 11차원이라는 것을 예측했습니다.암흑물질과 암흑에너지의 존재를 설명할 수 있는 가능성을 제시했습니다.끈 이론은 아직 완성되지 않은 이론이지만, 우주의 근본적인 성질을 이해하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.끈 이론의 주요 내용은 다음과 같습니다.우주의 기본 구성 요소는 끈입니다.끈은 1차원적인 입자로, 길이만 있고 너비나 두께는 없습니다.끈의 진동 방식에 따라 다양한 입자가 나타납니다.끈은 11차원에서 움직입니다.끈 이론은 아직 많은 미해결 문제가 남아 있지만, 우주의 근본적인 성질을 이해하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.끈 이론은 현대 물리학의 가장 흥미로운 이론 중 하나로, 앞으로도 많은 연구가 이루어질 것으로 예상됩니다.
물리
Q. 걷기 운동을 하면 우울증이 감소하는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.걷기 운동이 우울증을 감소시키는 이유는 크게 다음과 같이 설명할 수 있습니다.뇌의 신경전달물질 변화걷기 운동은 세로토닌, 노르에피네프린, 도파민 등의 신경전달물질의 분비를 증가시킵니다. 세로토닌은 기분을 좋게 만드는 신경전달물질로, 우울증 환자의 경우 세로토닌 수치가 낮은 경향이 있습니다. 노르에피네프린은 집중력과 주의력을 높이는 신경전달물질로, 우울증 환자의 경우 노르에피네프린 수치가 낮은 경향이 있습니다. 도파민은 동기부여와 보상감을 느끼게 하는 신경전달물질로, 우울증 환자의 경우 도파민 수치가 낮은 경향이 있습니다.뇌의 구조 변화걷기 운동은 뇌의 해마와 전두엽의 부피를 증가시킵니다. 해마는 기억과 학습에 관여하는 뇌 부위로, 우울증 환자의 경우 해마의 부피가 감소한 경향이 있습니다. 전두엽은 감정 조절과 판단력에 관여하는 뇌 부위로, 우울증 환자의 경우 전두엽의 기능이 저하된 경향이 있습니다.면역력 증가걷기 운동은 염증을 줄이고 면역력을 증가시킵니다. 우울증 환자의 경우 염증이 증가하고 면역력이 저하된 경향이 있습니다.사회적 활동 증가걷기 운동을 하기 위해 외출을 하면 자연스럽게 사회적 활동이 증가하게 됩니다. 사회적 활동은 우울증을 예방하고 치료하는 데 도움이 되는 것으로 알려져 있습니다.이러한 이유들로 인해 걷기 운동은 우울증을 감소시키는 데 매우 효과적인 것으로 알려져 있습니다. 걷기 운동은 특별한 장비나 기술이 필요하지 않고, 누구나 쉽게 할 수 있는 운동이기 때문에 우울증을 예방하고 치료하기 위한 좋은 방법입니다.한 연구에 따르면, 일주일에 150분 이상 걷기 운동을 한 사람은 우울증에 걸릴 위험이 26% 감소한 것으로 나타났습니다. 또한, 걷기 운동을 한 우울증 환자의 경우 우울증 증상이 개선되고 삶의 질이 향상된 것으로 나타났습니다.따라서, 평소 우울증을 예방하고 치료하기 위해 걷기 운동을 꾸준히 하는 것이 좋습니다.
생물·생명
Q. 생명체의 침이 거의다 점액질인 이유는 뭘까요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.침이 끈끈한 점액질로 이루어져 있는 데에는 과학적인 이유가 있습니다. 침의 점성은 주로 뮤신(mucin)이라는 물질에 의해 결정됩니다. 뮤신은 당과 단백질이 결합된 고분자 물질로, 점성이 매우 높습니다. 침의 점성은 다음과 같은 역할을 합니다.입안을 촉촉하게 유지합니다. 침은 입안의 점막을 촉촉하게 유지하여 건조해지는 것을 방지합니다.음식물을 삼키기 쉽게 합니다. 침의 점성이 음식물을 코팅하여 부드럽게 만들어 삼키기 쉽게 합니다.음식물을 소화하는 데 도움을 줍니다. 침은 음식물을 소화하는 효소를 함유하고 있습니다.구강 내 세균을 씻어냅니다. 침의 점성이 구강 내 세균을 붙잡아 씻어내는 역할을 합니다.따라서, 침이 끈끈한 점액질로 이루어져 있는 것은 입안의 건강을 유지하는 데 매우 중요한 역할을 합니다.물처럼 점성 없는 액체로 이루어진 침이라면, 위의 기능들을 수행하기 어려울 것입니다. 입안이 건조해지고, 음식물을 삼키기 힘들어지며, 구강 내 세균이 증식하여 구취와 충치 등이 발생할 수 있습니다.
화학
Q. 수돗물은 왜 염소를 넣어 보내나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.수돗물에 염소를 넣는 이유는 크게 두 가지입니다.첫째, 정수 과정에서 제거되지 않은 세균, 바이러스, 기생충 등을 살균하기 위해서입니다. 수돗물은 취수, 침전, 여과, 소독 등의 과정을 거쳐 정수되지만, 모든 미생물을 제거할 수는 없습니다. 따라서 각 가정에 공급되기 전에 염소를 투입하여 살균함으로써 수돗물의 안전성을 확보합니다.둘째, 배관을 통해 공급되는 과정에서 미생물에 의한 재오염을 방지하기 위해서입니다. 정수된 수돗물이 배관을 통해 공급되는 과정에서 외부로부터 미생물이 유입될 수 있습니다. 따라서 염소를 투입하여 일정량의 잔류염소를 유지함으로써 미생물의 번식을 억제합니다.정수기 필터를 사용하면 수돗물에 포함된 미세한 불순물이나 유기물 등을 제거할 수 있습니다. 하지만, 정수기 필터는 세균, 바이러스, 기생충 등을 완전히 제거할 수는 없습니다. 따라서 수돗물에 염소를 넣는 것은 정수기 필터를 사용하는 것과는 별개의 의미를 갖습니다.결론적으로, 수돗물에 염소를 넣는 것은 정수기 필터를 사용하는 것과는 별개의 과정으로, 수돗물의 안전성과 품질을 확보하기 위한 필수적인 조치라고 할 수 있습니다.
토목공학
Q. 이집트에서는 미라 보존을 위한 방부제로서, 꿀을 사용했다고 하는데요 이 꿀이 어떻게 부패를 막아줄 수 있는 방부제 역할을 할 수 있는 건가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.이집트에서는 미라 보존을 위한 방부제로서, 꿀을 사용했습니다. 꿀은 다음과 같은 특성으로 인해 부패를 막아주는 방부제 역할을 할 수 있습니다.항균성: 꿀에는 다양한 항균 성분이 함유되어 있습니다. 이러한 항균 성분은 미생물의 성장을 억제하여 부패를 방지합니다.건조 효과: 꿀은 수분 함량이 낮기 때문에, 미라의 수분을 흡수하여 건조시킵니다. 건조된 미라는 미생물의 번식에 적합하지 않은 환경이 됩니다.산성 환경: 꿀은 약산성 환경을 조성합니다. 산성 환경은 미생물의 성장을 억제하는 효과가 있습니다.이집트에서는 미라를 만들 때, 먼저 시신을 뇌를 제거하고, 내장을 제거한 후, 석회와 나트륨으로 씻어냈습니다. 그 후, 꿀을 시신의 내부에 채우고, 붕대로 감싸서 건조시켰습니다. 이 과정을 통해 미라는 부패로부터 보호되었습니다.현대 의학에서도 꿀은 방부제로 사용되고 있습니다. 꿀은 화상 치료, 궤양 치료, 상처 치유 등에 사용됩니다. 꿀의 항균, 건조, 산성 환경 조성 등의 특성으로 인해, 부패를 막고, 상처의 치유를 촉진하는 효과가 있습니다.