안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 정말 우주에는, 끝이 존재하나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.우주에 끝이 있는지 여부는 현재 천문학계에서도 논란이 되고 있는 주제입니다. 우주가 유한하다면 그 끝은 어디일까요? 우주가 무한하다면 그 끝은 어떻게 볼 수 있을까요?우주가 유한하다는 주장우주가 유한하다는 주장의 근거는 다음과 같습니다.우주가 팽창하고 있다는 증거: 우주가 팽창하고 있다는 증거는 1929년 에드윈 허블이 발견한 것으로, 은하들이 서로 멀어지고 있다는 사실입니다. 우주가 팽창하고 있다면, 우주는 언젠가는 끝에 도달할 것입니다.우주에는 암흑 에너지가 존재한다는 증거: 우주에는 암흑 에너지라는 미지의 에너지가 존재한다는 증거가 있습니다. 암흑 에너지는 우주를 가속화하여 팽창시키는 역할을 합니다. 만약 암흑 에너지가 계속해서 우주를 가속화시킨다면, 우주는 결국 끝에 도달하게 될 것입니다.우주가 무한하다는 주장우주가 무한하다는 주장의 근거는 다음과 같습니다.우주가 균일하다는 증거: 우주는 균일하다는 증거가 있습니다. 우주 어디를 가든 별과 은하의 밀도는 거의 비슷합니다. 만약 우주가 유한하다면, 우주의 가장자리에 도달하면 밀도가 급격하게 줄어들 것입니다. 그러나 이러한 현상은 관측되지 않았습니다.우주는 무한하다는 수학적 모델이 존재합니다: 우주가 무한하다는 수학적 모델이 존재합니다. 이러한 모델은 우주의 팽창과 암흑 에너지를 설명할 수 있습니다.
화학
Q. 뉴스보니 한화오션 쇄빙선 리스크나오던데 쇄빙선이 어떤배의종류인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.쇄빙선은 얼음으로 뒤덮인 바다를 이동할 때, 해수면의 얼음을 분쇄하여 항로(뱃길)를 열기 위한, 특수한 장비를 갖춘 배를 말합니다. 쇄빙선은 일반적으로 3가지 특징이 요구됩니다.강화된 선체: 쇄빙선은 얼음을 깨부수기 위해 강력한 선체를 가지고 있습니다. 선체는 두꺼운 강판으로 만들어지며, 얼음에 부딪힐 때 충격을 흡수할 수 있는 구조로 되어 있습니다.얼음을 제거하는 모양: 쇄빙선은 선수 부분이 얼음을 깨부수기 쉽게 설계되어 있습니다. 선수 부분은 V자 모양으로 되어 있어, 얼음에 부딪힐 때 얼음을 눌러 부수도록 합니다.해빙을 밀어내는 힘: 쇄빙선은 얼음을 부수고 나아가기 위해 강력한 추진력을 가지고 있습니다. 추진기는 대형 프로펠러를 사용하며, 얼음을 밀어내는 힘을 충분히 발휘할 수 있도록 설계되어 있습니다.쇄빙선은 군용, 상용, 연구용 등으로 사용됩니다. 군용 쇄빙선은 북극이나 남극의 험난한 해역에서 작전하는 군함을 지원하기 위해 사용됩니다. 상용 쇄빙선은 북극 항로 개척, 해저 자원 탐사, 수산 자원 개발 등에 사용됩니다. 연구용 쇄빙선은 극지 탐사, 기후 연구 등에 사용됩니다.
생물·생명
Q. 대나무처럼 속이 비워있는 식물은 어떻게 성장하는 것인가요?
대나무는 외떡잎식물로, 다른 나무들처럼 속이 꽉 차있지 않고 속이 비어 있습니다. 이는 대나무가 속이 꽉 차있는 나무들보다 훨씬 빠른 속도로 성장하기 때문입니다.대나무의 성장은 줄기의 끝 부분에 있는 죽순에서 시작됩니다. 죽순은 대나무의 싹으로, 땅속에서 자라다가 땅 위로 올라오면 급격하게 성장하기 시작합니다. 대나무의 성장 속도는 종류에 따라 다르지만, 하루에 1m 이상 자라는 종류도 있습니다.대나무의 성장을 가능하게 하는 것은 줄기의 끝 부분에 있는 부름켜입니다. 부름켜는 줄기의 끝 부분에 있는 세포층으로, 새로운 세포를 만들어내어 줄기가 자라도록 합니다. 부름켜는 대나무의 성장이 끝나면 없어집니다.대나무는 속이 비어 있지만, 줄기의 겉 부분에 있는 관다발을 통해 물과 양분을 이동합니다. 관다발은 대나무의 줄기와 잎을 연결하는 통로로, 물과 양분을 운반하는 역할을 합니다.대나무는 속이 비어 있기 때문에, 다른 나무들처럼 나이테가 생기지 않습니다. 대나무의 나이는 죽순이 땅 위로 올라온 시점부터 계산합니다.대나무는 빠른 성장 속도와 강한 내구성을 가지고 있어, 다양한 용도로 사용됩니다. 건축 자재, 가구, 식재료, 약재 등으로 사용되며, 아시아 문화권에서는 중요한 식물로 여겨지고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양계 밖 행성 중 제일 가까운 행성은?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.태양계 밖의 행성 중에서 지구와 가장 가까운 행성은 프록시마 b입니다. 2016년 8월 24일, 스페인 안달루시아천체물리연구소의 길렘 앵글라다에스큐드 교수팀이 발견했습니다. 프록시마 b는 태양계에서 약 4광년 떨어진 곳에 있는 적색 왜성 프록시마 센타우리 주위를 공전하는 행성으로, 지구 질량의 약 1.3배 정도 되는 것으로 추정됩니다.태양계를 넘어서면 다음과 같은 계가 나옵니다.알파 센타우리 계: 태양계에서 약 4.3광년 떨어진 곳에 있는 3개의 별로 이루어진 계입니다. 프록시마 b는 이 계의 일원인 프록시마 센타우리 주위를 공전하는 행성입니다.베가 계: 태양계에서 약 25광년 떨어진 곳에 있는 별입니다. 2020년 1월, 유럽남방천문대(ESO)의 가이아 우주망원경이 베가 주위를 공전하는 2개의 행성을 발견했습니다. 이 행성들은 지구 질량의 약 3배 정도 되는 것으로 추정됩니다.케페우스 계: 태양계에서 약 63광년 떨어진 곳에 있는 별입니다. 2022년 1월, 미국 항공우주국(NASA)의 스피처 우주망원경이 케페우스 주위를 공전하는 5개의 행성을 발견했습니다. 이 행성들은 지구 질량의 약 1.5~6배 정도 되는 것으로 추정됩니다.
화학
Q. 요소수는 우리나라에서 자체 생산이 어려운가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.요소수는 요소와 물의 혼합물로, 디젤 엔진의 배기가스에서 질소산화물을 줄이기 위해 사용됩니다. 요소수는 국내에서 수입에 의존하고 있으며, 중국은 세계 최대의 요소 생산국입니다.최근 중국이 요소수 수출을 제한하면서 국내에서도 요소수 부족에 대한 우려가 커지고 있습니다. 이에 따라 국내에서 요소수를 자체 생산하는 것이 필요하다는 주장이 나오고 있습니다.요소수를 생산하는 기술은 어렵지 않습니다. 요소는 석탄이나 천연가스에서 추출한 암모니아를 고온에서 가수분해하여 만들 수 있습니다. 따라서 국내에서도 요소를 생산할 수 있는 기술은 충분히 보유하고 있습니다.다만, 요소수 생산은 원자재 비용이 높은 편입니다. 암모니아의 원료인 석탄이나 천연가스는 국제 유가에 따라 가격이 크게 변동하기 때문입니다. 따라서 국내에서 요소수를 생산하려면 원가 경쟁력을 확보할 수 있는 방안을 모색해야 합니다.구체적인 방안으로는 다음과 같은 것들이 있습니다.석탄이나 천연가스 대신 재생에너지를 활용하여 암모니아를 생산하는 방법요소의 대체 원료로 사용할 수 있는 물질을 개발하는 방법요소수의 수요를 줄이기 위한 정책을 시행하는 방법정부는 요소수 대란의 재발을 방지하기 위해 요소수의 국내 생산을 확대하기 위한 계획을 마련하고 있습니다. 구체적인 계획은 아직 발표되지 않았지만, 석탄화력발전소의 폐열을 활용하여 암모니아를 생산하는 방법 등이 검토되고 있는 것으로 알려져 있습니다.
화학
Q. 화학 용어 중에 종말점이 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.종말점(end point)은 적정 실험에서 적정액을 가해 적정당하는 물질과 반응하여 당량점에 도달한 것으로 판단되는 지점을 말합니다. 종말점은 당량점과 동일한 지점이 아닐 수 있습니다.종말점을 정확하게 구하기 위해서는 적정당하는 물질과 적정하는 물질의 특성을 이용한 방법을 사용합니다. 예를 들어, 중화반응의 경우, 적정액을 가해 pH를 측정하면 종말점에서 pH가 급격하게 변하는 현상이 나타납니다. 이 현상을 이용하여 종말점을 구할 수 있습니다.종말점을 구하는 방법에는 다음과 같은 것들이 있습니다.지시약법: 지시약은 적정액의 pH에 따라 색이 변하는 물질입니다. 종말점에서 지시약의 색이 변하여 종말점을 알 수 있습니다.전위차계법: 전위차계는 전압을 측정하는 장치입니다. 적정액을 가해 전압이 급격하게 변하는 현상을 이용하여 종말점을 구할 수 있습니다.광도계법: 광도계는 빛의 세기를 측정하는 장치입니다. 적정액을 가해 빛의 세기가 급격하게 변하는 현상을 이용하여 종말점을 구할 수 있습니다.종말점을 정확하게 구하는 것은 적정 실험의 정확도를 높이는 데 중요합니다.
생물·생명
Q. 앨니뇨 현상의 정확한 의미와 최초 이 용어가 만들어진 경위는 어떻게 되는지요
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.엘니뇨 현상은 동태평양의 해수면 온도가 평년보다 0.5도 이상 높은 상태가 수개월 이상 지속되는 현상을 말합니다. 엘니뇨 현상이 발생하면, 동태평양의 해수면 온도가 상승하면서, 대기의 저기압이 강화되고, 고기압이 약화됩니다. 이로 인해, 동태평양의 동쪽 지역은 비가 많이 내리고, 서쪽 지역은 건조한 날씨가 나타나게 됩니다.엘니뇨 현상의 원인은 정확하게 밝혀지지 않았지만, 태양 활동의 변화, 해양의 순환 변화, 대기의 순환 변화 등이 복합적으로 작용하는 것으로 알려져 있습니다.엘니뇨 현상은 1600년대 페루의 어부들에 의해 처음으로 관찰되었습니다. 당시 페루 해안가 어부들은 크리스마스가 있는 12월경 아메리카 대륙 근처 온수층이 최고조로 두꺼워진다는 걸 알아챈 어부들은 이 현상에 대해 스페인어로 '아기 예수'를 뜻하는 '엘니뇨'라는 이름을 붙였습니다.엘니뇨 현상은 지구 기후에 다양한 영향을 미칩니다. 엘니뇨 현상이 발생하면, 전 세계적으로 기온이 상승하고, 강수량이 변동합니다. 또한, 해수면이 상승하면서 해안 침식이 발생할 수 있습니다.엘니뇨 현상은 주기적으로 발생하는데, 일반적으로 2~7년마다 발생합니다. 최근에는 1997년, 2002년, 2009년, 2015년, 2020년에 엘니뇨 현상이 발생했습니다.엘니뇨 현상은 인류 사회에 다양한 영향을 미칠 수 있기 때문에, 엘니뇨 현상을 예측하고 대비하는 것이 중요합니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주에서도 미세먼지가 발생하나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.미세먼지는 크기가 작은 먼지를 의미하는 것이 맞습니다. 미세먼지의 크기는 일반적으로 100㎛(마이크로미터, 1㎛는 1/1,000mm) 이하로 정의됩니다. 따라서, 먼지의 성분이나 종류에 상관없이 크기만 작으면 미세먼지로 분류할 수 있습니다.우주에서도 크기가 작은 먼지가 존재합니다. 이러한 먼지를 우주 미세먼지라고 합니다. 우주 미세먼지는 크게 두 가지로 구분할 수 있습니다.별의 진화 과정에서 생성된 먼지별은 생성 과정에서 먼지를 방출합니다. 이 먼지는 별의 표면에서 떨어져 나간 먼지, 별의 내부에서 폭발적으로 방출된 먼지, 별의 주변을 공전하는 먼지 등 다양한 형태로 존재합니다.외계 물체의 충돌이나 분해 과정에서 생성된 먼지혜성, 소행성, 운석 등 외계 물체가 충돌하거나 분해되면서 먼지가 생성될 수 있습니다. 이 먼지는 우주 공간을 떠돌다가 다른 천체와 충돌하거나, 태양계의 중력에 의해 태양계 내로 끌려들 수 있습니다.우주 미세먼지는 우주 환경에 다양한 영향을 미칩니다. 예를 들어, 우주 미세먼지는 별의 형성과 진화를 방해할 수 있습니다. 또한, 우주선의 운항에 방해가 될 수 있고, 지구 대기권에 유입되어 환경 문제를 일으킬 수 있습니다.우주 미세먼지의 양은 우주 공간의 위치에 따라 다릅니다. 태양계 내부에서는 태양의 중력에 의해 우주 미세먼지가 태양 주위를 공전하기 때문에, 태양계 외부보다 우주 미세먼지의 양이 적습니다. 또한, 우주 미세먼지는 우주 공간을 떠돌면서 중력의 영향을 받아 서로 뭉치기도 합니다. 이러한 뭉친 우주 미세먼지를 소행성이라고 합니다.
화학공학
Q. 습기제거제는 어떤 과학적 원리로 만들어지는지 궁금해요.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.물먹는 하마와 같은 제습제는 조해성 물질을 이용하여 습기를 흡수하는 원리로 작동합니다. 조해성 물질은 공기 중의 수분과 결합하여 녹는 성질을 가진 물질입니다. 따라서, 조해성 물질을 공기 중의 수분과 접촉시키면, 물질이 녹으면서 수분을 흡수하게 됩니다.물먹는 하마의 주성분은 염화칼슘(CaCl2)입니다. 염화칼슘은 공기 중의 수분과 결합하여 수화물을 형성합니다. 수화물은 염화칼슘과 수분의 화합물로, 염화칼슘보다 부피가 큽니다. 따라서, 염화칼슘이 수화물을 형성하면서 수분을 흡수하게 됩니다.물먹는 하마는 포화 상태에 도달하면 더 이상 수분을 흡수할 수 없게 됩니다. 이때는 물먹는 하마를 교체하거나, 햇빛이나 건조한 곳에서 말려서 사용할 수 있습니다.물먹는 하마와 같은 제습제는 습기가 많은 곳에서 곰팡이 발생을 방지하고, 전자 제품의 수명을 연장하는 데 효과적입니다. 또한, 옷장이나 신발장 등에서 냄새를 제거하는 데에도 사용할 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 섭씨온도와 화씨온도가 같아지는 기온은 몇도 인가요?? 그리고 왜 섭씨온도와 화씨온도를 나누게 됬나요
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.섭씨온도와 화씨온도가 같아지는 기온은 영하 40도입니다.섭씨온도는 얼음이 녹는 0도를 기준으로 하여, 물이 끓는 100도를 기준으로 하여 1도씩 나누는 온도입니다. 화씨온도는 얼음이 녹는 32도를 기준으로 하여, 물이 끓는 212도를 기준으로 하여 1도씩 나누는 온도입니다.섭씨온도와 화씨온도를 나누게 된 이유는 다음과 같습니다.역사적 이유: 섭씨온도는 1742년 스웨덴의 물리학자 안데르스 셀시우스(Anders Celsius)가 제안한 온도입니다. 화씨온도는 1724년 영국의 물리학자 로버트 허드리(Robert Hooke)가 제안한 온도입니다.문화적 이유: 섭씨온도는 유럽과 아시아, 아프리카 등지에서 주로 사용되는 온도입니다. 화씨온도는 미국과 영국, 캐나다 등지에서 주로 사용되는 온도입니다.