안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
기계공학
Q. 자동차의 서라운드 뷰는 도대체 어떤 원리로 작동하는 건가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.자동차의 서라운드 뷰는 4개의 카메라를 사용하여 주변을 촬영한 후, 컴퓨터를 통해 합성하여 생성됩니다.4개의 카메라는 자동차의 전면, 측면, 후면에 각각 설치되어 있습니다. 각 카메라는 자동차의 주행 방향에 대해 90도 각도로 촬영합니다.컴퓨터는 각 카메라에서 촬영한 이미지를 분석하여, 자동차의 주변을 360도로 볼 수 있는 이미지를 생성합니다. 이 이미지는 자동차의 내비게이션 시스템이나 계기판에 표시됩니다.서라운드 뷰를 생성하는 데 사용되는 컴퓨터 알고리즘은 다음과 같습니다.이미지 매칭: 컴퓨터는 각 카메라에서 촬영한 이미지에서 공통된 특징을 식별합니다. 공통된 특징을 식별하면, 각 카메라의 이미지를 서로 연결할 수 있습니다.입체 지각: 컴퓨터는 각 카메라의 이미지에서 거리 정보를 추출합니다. 이를 통해, 자동차의 주변을 입체적으로 볼 수 있습니다.합성: 컴퓨터는 각 카메라의 이미지를 합성하여, 자동차의 주변을 360도로 볼 수 있는 이미지를 생성합니다.서라운드 뷰는 주차, 차선 변경, 후진 주차 등에서 안전을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 또한, 운전자의 시야를 확보하는 데 도움이 됩니다.최근에는 서라운드 뷰를 생성하는 기술이 더욱 발전하고 있습니다. 컴퓨터의 성능이 향상되고, 이미지 처리 알고리즘이 개선됨에 따라, 더욱 자연스럽고 정확한 서라운드 뷰를 생성할 수 있게 되었습니다.
토목공학
Q. 인류가 지을 수 있는 건축물의 높이 한계는 어떻게 되나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.자원상관없이 인류가 물리적으로 얼마나 높게 건축물을 지을 수 있는지에 대한 정확한 답은 없습니다. 그러나, 건축학자들은 여러 가지 요인을 고려하여 높이의 한계를 추정해 왔습니다.건축물의 높이를 결정하는 주요 요인으로는 다음과 같은 것들이 있습니다.구조: 건축물의 구조는 건물의 무게를 지탱하고 바람과 지진 등의 외부 힘에 견딜 수 있어야 합니다. 건물이 높아질수록 구조에 더 많은 하중이 가해지기 때문에, 더 강력한 구조가 필요합니다.재료: 건축물의 재료는 건물의 무게를 지탱할 수 있어야 하며, 부식이나 화재에 강해야 합니다. 또한, 건물의 높이가 높아질수록 재료의 강도와 내구성이 중요해집니다.운송: 건축 자재를 건물의 높은 층으로 운반하기 위해서는 첨단 기술이 필요합니다. 또한, 건축 자재의 무게가 무거워질수록 운송이 어려워집니다.건축학자들은 이러한 요인들을 고려하여, 건물의 높이가 약 1,600m까지 가능할 것으로 추정하고 있습니다. 그러나, 이 값은 단순한 추정치일 뿐이며, 실제로는 건축 기술의 발전에 따라 높이가 더 높아질 수도 있습니다.다음은 건물의 높이를 높이는 데 필요한 기술적 발전의 몇 가지 예입니다.새로운 구조 기술: 3D 프린팅 기술이나 나노 기술을 사용하여 기존의 구조 기술보다 더 강력하고 가벼운 구조를 만들 수 있습니다.새로운 재료: 탄소나노튜브나 그래핀과 같은 새로운 재료를 사용하여 기존의 재료보다 더 강력하고 내구성 있는 재료를 만들 수 있습니다.새로운 운송 기술: 드론이나 로봇을 사용하여 건축 자재를 건물의 높은 층으로 운반할 수 있습니다.이러한 기술적 발전이 이루어진다면, 인류는 앞으로 더 높은 건축물을 지을 수 있을 것으로 기대됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 위성이 올라갈 수 있는 궤도는 몇 가지일까요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.2023년 12월 2일 기준으로, 태양계의 행성과 왜행성을 도는 위성의 수는 총 181개입니다. 이 중 19개는 지구와 같은 크기로, 행성이나 왜행성으로 인정될 수 있는 크기입니다. 나머지 162개는 소행성이나 혜성처럼 작은 크기의 위성입니다.위성의 궤도는 행성이나 왜행성의 질량과 크기에 따라 결정됩니다. 질량이 크고 크기가 큰 행성이나 왜행성일수록 더 많은 위성을 유지할 수 있습니다. 지구의 경우, 질량이 크고 크기가 크기 때문에 달 하나만을 유지할 수 있습니다. 반면, 목성은 질량이 크고 크기가 크기 때문에 67개의 위성을 유지할 수 있습니다.현재 공전하고 있는 위성의 수는 181개이지만, 앞으로도 새로운 위성이 발견될 가능성이 있습니다. 또한, 현재 공전하고 있는 위성 중 일부는 궤도를 벗어나거나 다른 천체와 충돌하여 사라질 수도 있습니다.따라서, 남은 궤도의 수는 정확히 알 수 없습니다. 다만, 위성의 궤도는 행성이나 왜행성의 질량과 크기에 따라 결정되므로, 질량이 크고 크기가 큰 행성이나 왜행성일수록 더 많은 궤도가 남아 있다고 추측할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 고대에 ADHD가 생존에 유리하다고 본 근거가 무엇일까요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.ADHD는 주의력 결핍 과잉 행동 장애의 약자로, 주의력의 지속력과 집중력의 부족, 과잉행동 및 충동성 등의 증상을 특징으로 하는 질환입니다. ADHD는 현대 사회에서는 불편함을 유발하는 질환으로 인식되지만, 고대 사회에서는 오히려 생존에 유리한 요소로 작용했을 것이라는 가설이 있습니다.ADHD의 증상 중 하나인 주의력의 결핍은 새로운 자극에 대한 민감성을 높여줍니다. 이는 자연 환경에서 변화를 빠르게 감지하고 적응하는 데 도움이 되었을 것입니다. 또한, 과잉행동 및 충동성은 위험에 대한 즉각적인 대처를 가능하게 하여 생존을 도왔을 것입니다.구체적으로, ADHD를 가진 인류는 다음과 같은 측면에서 생존에 유리했을 것으로 생각됩니다.새로운 자극에 대한 민감성: ADHD의 증상 중 하나인 주의력의 결핍은 새로운 자극에 대한 민감성을 높여줍니다. 이는 자연 환경에서 변화를 빠르게 감지하고 적응하는 데 도움이 되었을 것입니다. 예를 들어, 사냥을 할 때 새로운 먹이의 등장을 빠르게 감지하거나, 위험한 동물의 출현을 빨리 알아차릴 수 있었을 것입니다.위험에 대한 즉각적인 대처: ADHD의 증상 중 하나인 과잉행동 및 충동성은 위험에 대한 즉각적인 대처를 가능하게 합니다. 이는 자연 환경에서 위험에 빠르게 반응하고 회피하는 데 도움이 되었을 것입니다. 예를 들어, 사냥을 할 때 위험한 동물을 만났을 때 즉시 도망칠 수 있었을 것입니다.새로운 아이디어와 창의성: ADHD를 가진 인류는 새로운 아이디어와 창의성을 발휘하는 데 유리할 수 있습니다. ADHD의 증상 중 하나인 산만함은 기존의 사고 방식에서 벗어나 새로운 관점을 가질 수 있도록 돕습니다. 이는 새로운 기술이나 문화를 발전시키는 데 도움이 되었을 것입니다.물론, ADHD가 모든 고대 인류에게 생존에 유리한 요소로 작용했을 것이라고 단정할 수는 없습니다. ADHD의 정도가 심한 경우 오히려 생존에 불리한 요소로 작용했을 수도 있습니다. 하지만, ADHD의 일부 증상은 고대 사회에서는 오히려 생존에 도움이 되었을 것이라는 가설은 ADHD의 진화적 의미를 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.
토목공학
Q. 부산에 눈이 잘안오는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.부산에 눈이 잘 오지 않는 이유는 크게 두 가지로 볼 수 있습니다.첫째, 부산은 한반도의 동해안에 위치하고 있지만, 동해안의 끝머리에서 서쪽으로 살짝 들어간 지점에 있습니다. 이 때문에 동풍이 닿기가 어렵습니다. 동풍은 시베리아에서 불어오는 차가운 바람으로, 눈 구름을 만들기 좋은 조건을 제공합니다. 따라서 동풍이 잘 닿는 울산에는 눈이 자주 오지만, 부산에는 눈이 오지 않는 경우가 많습니다.둘째, 부산 동쪽에는 장산, 운봉산 등 해발 500m 이상의 산들이 있습니다. 이 산들이 눈 구름을 막아서 눈이 내리기 어렵게 만듭니다. 설혹 눈 구름이 부산에 도달하더라도, 산들에 부딪혀 눈이 비로 변하거나, 산기슭에만 눈이 내릴 수 있습니다.전라도 남쪽도 눈이 오는 이유는 동해안과 가까운 지점에 위치하고 있기 때문입니다. 동해안은 한반도의 동쪽 끝에서 서쪽으로 갈수록 해안선이 굽어져 들어갑니다. 이 때문에 동풍이 한반도 내륙으로 깊숙이 들어오기 쉽습니다. 따라서 동해안과 가까운 전라도 남쪽 지역에는 눈이 자주 오는 경우가 많습니다.제주도는 남해안에 위치하고 있기 때문에, 눈이 오지 않는 경우가 일반적입니다. 하지만, 동해안에서 불어오는 강한 북서풍이 제주도까지 도달하여 눈 구름을 만들면, 제주도에서도 눈이 내릴 수 있습니다. 실제로 제주도에서는 1950년 이후에 10여 차례 눈이 내린 기록이 있습니다.
생물·생명
Q. 곤충은 왜 머리가 잘리고도 움직이고 공격도 하나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.곤충은 머리가 잘리더라도 신경이 살아 있는 상태로 한동안 움직이고 활동할 수 있는 이유는 곤충의 신경계가 뇌에 집중되어 있지 않고, 몸 전체에 분포되어 있기 때문입니다.곤충의 머리에는 뇌와 시각, 후각, 미각, 청각 등의 감각 기관이 집중되어 있습니다. 하지만, 곤충의 뇌는 몸 전체의 신경을 통제하는 역할을 하는 것이 아니라, 주로 감각 기관으로부터 받은 정보를 처리하고, 행동을 조절하는 역할을 합니다.곤충의 몸에는 뇌 외에도, 몸통과 다리, 날개 등에 분포되어 있는 신경이 있습니다. 이러한 신경은 몸의 움직임과 호흡, 소화 등과 같은 생명 활동을 조절하는 역할을 합니다.따라서, 곤충의 머리가 잘리더라도, 몸통과 다리, 날개 등에 분포되어 있는 신경이 살아 있는 상태로 유지된다면, 곤충은 한동안 움직이고 활동할 수 있습니다.구체적으로, 벌의 경우 머리가 잘리면, 뇌에서 나온 신호가 끊어지면서, 벌의 몸은 일시적으로 혼란에 빠집니다. 하지만, 벌의 몸통과 다리, 날개 등에 분포되어 있는 신경은 여전히 살아 있기 때문에, 벌은 본능적인 반응으로 움직이기 시작합니다.벌은 머리가 잘리면, 쏘기를 시도하는 경우가 많습니다. 이는 벌의 뇌에서 쏘기 신호를 보내는 중추가 끊어져도, 벌의 몸통에 있는 쏘기 신경 중추가 여전히 살아 있기 때문입니다.물론, 벌의 머리가 잘린 후에는 시간이 지남에 따라 신경이 죽고, 벌은 결국 죽게 됩니다. 하지만, 벌은 머리가 잘린 후에도 20~30분 정도는 움직일 수 있다고 합니다.이러한 곤충의 특성은, 곤충이 포식자에게 잡아먹혔을 때, 몸을 움직여서 포식자를 따돌리거나, 쏘기를 시도하여 포식자에게 피해를 줄 수 있도록 하는 데 도움이 되는 것으로 생각됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 외부 자극이 없는 간지러움은 왜?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.외부 자극이 없는 상태에서 느껴지는 간지러움은 신경계의 이상으로 인해 발생하는 것으로 추측되고 있습니다. 피부에는 다양한 감각을 느낄 수 있는 신경이 분포되어 있는데, 이 신경 중에는 간지러움을 느끼는 신경도 있습니다. 이 신경은 피부 표면의 작은 자극에도 민감하게 반응하여, 간지러움이라는 신호를 뇌로 전달합니다.그러나, 어떤 경우에는 이러한 자극이 전혀 없는 상태에서도 간지러움을 느낄 수 있습니다. 이러한 경우는 신경계의 이상으로 인해, 간지러움을 느끼는 신경이 정상적인 자극에도 과민하게 반응하는 것으로 생각됩니다.간지러움을 긁으면 시원하고 개운한 느낌이 드는 것은, 간지러움의 원인이 되는 자극을 제거하기 위한 신체의 방어 반응입니다. 긁는 행위는 피부의 자극을 증가시키고, 이를 통해 간지러움을 유발하는 신경의 활동을 억제합니다. 또한, 긁는 행위는 엔도르핀과 같은 통증 완화 물질을 분비하여, 통증을 완화하고 시원하고 개운한 느낌을 줍니다.
화학
Q. 할로겐 용매에는 어떤 물질들이 있나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.할로겐 용매는 할로겐 원소(F, Cl, Br, I)를 포함하는 유기 용매를 말합니다. 할로겐 원소는 전자 하나를 잃으면 안정한 상태가 되기 때문에, 할로겐 용매는 강한 산화력을 가지고 있습니다. 따라서, 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있습니다.할로겐 용매의 대표적인 예로는 클로로포름, 메틸렌클로라이드, 브롬화메틸, 브롬화메틸에테르 등이 있습니다. 이러한 할로겐 용매는 다음과 같은 건강상의 문제를 일으킬 수 있습니다.신경계 손상: 두통, 현기증, 기억력 장애, 근육 마비 등의 증상을 유발할 수 있습니다.암 유발: 폐암, 간암, 백혈병 등의 암을 유발할 수 있습니다.생식독성: 불임, 기형아 출산 등의 문제를 일으킬 수 있습니다.이외에도 할로겐 용매는 다음과 같은 환경 문제를 일으킬 수 있습니다.오존층 파괴: 대기 중으로 방출되면 오존층을 파괴하여 지구 온난화와 같은 기후 변화를 일으킬 수 있습니다.수질 오염: 토양이나 지하수에 유입되면 수질을 오염시킬 수 있습니다.따라서, 할로겐 용매를 취급할 때는 반드시 안전 수칙을 준수해야 합니다. 환기가 잘 되는 장소에서 작업하고, 장갑, 마스크, 보호안경 등을 착용해야 합니다. 또한, 작업 후에는 깨끗이 씻어내야 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구가 보유하고 있는 물은 줄어들지 않는지요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.물이 끓으면 기화되어 날아가는 것은 맞습니다. 하지만 지구의 대기권은 지구의 인력으로 인해 갇혀 있기 때문에, 기화된 물은 대부분 대기권 내에서 순환하게 됩니다.기화된 물은 대기권 상층으로 올라가면서 차가워져 다시 응결되어 구름이 됩니다. 구름이 무거워지면 비나 눈으로 내려와 다시 지표로 돌아옵니다. 이렇게 지구의 물은 순환하면서 대기권 밖으로 날아가지 않습니다.물론, 일부의 물은 대기권 밖으로 날아가기도 합니다. 태양빛의 복사압에 의해 대기권 상층의 물 분자가 우주로 날아가는 것입니다. 하지만 이러한 양은 지구 전체의 물 양에 비하면 매우 미미합니다.따라서, 지구에 있는 물은 과거부터 지금까지 크게 줄어들지 않았습니다. 다만, 지구의 기후 변화에 따라 물의 순환 양이 변할 수 있습니다. 예를 들어, 지구 온난화로 인해 기온이 상승하면, 대기 중의 수증기 양이 증가하고, 강수량도 증가할 것으로 예상됩니다. 이는 지구의 물 순환 양이 증가한다는 것을 의미합니다.결론적으로, 지구에 있는 물은 대기권 밖으로 날아가지 않고, 순환하면서 지구의 생명체를 유지하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주선이 다른 행성으로 이동할 때 어떠한 것들을 염두하나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.보이저 1, 2호는 태양계의 행성들을 탐사하기 위해 발사된 우주선입니다. 이 우주선들은 태양계의 중력을 탈출하기 위해 다음과 같은 방법을 사용합니다.목성의 중력 도움 : 보이저 1, 2호는 목성의 중력을 이용하여 속도를 높였습니다. 목성의 중력은 보이저 1, 2호가 태양계의 중력을 탈출할 수 있는 충분한 속도를 얻을 수 있도록 도왔습니다.호만 전이 궤도 : 보이저 1, 2호는 호만 전이 궤도를 이용하여 목성까지 도달했습니다. 호만 전이 궤도는 행성의 중력을 사용하여 행성까지 도달하는 가장 효율적인 궤도입니다.보이저 2호는 2018년 11월 5일 태양계를 탈출했습니다. 태양계를 탈출한 우주선은 더 이상 태양계의 중력에 묶여 있지 않기 때문에, 다시 태양계로 접근할 수 없습니다.보이저 2호가 태양계를 탈출한 후에도 은하계의 중력에 의해 계속해서 움직이게 됩니다. 보이저 2호는 약 4만 년 후에 은하계의 중심을 한 바퀴 돌게 될 것으로 예상됩니다.보이저 2호는 태양계의 탐사를 통해 태양계의 형성과 진화, 행성들의 특성 등에 대한 중요한 정보를 제공했습니다. 보이저 2호는 앞으로도 은하계를 탐사하며 우주에 대한 우리의 이해를 더욱 넓혀줄 것입니다.