안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 빛의 속도가 초속 30만키로미터 보다 빨라질 수 없는 이유는?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.빛의 속도가 초속 30만킬로미터 보다 빨라질 수 없는 이유는 다음과 같습니다.광속불변의 원리알베르트 아인슈타인의 특수상대성이론에 따르면, 빛의 속도는 진공에서 모든 관찰자에 대해 일정합니다. 즉, 어떤 물체가 빛의 속도로 움직이든, 그 물체를 관찰하는 관찰자의 속도와 관계없이 빛은 항상 초속 30만킬로미터로 움직입니다.질량의 증가물체가 빛의 속도에 가까워질수록 그 물체의 질량은 증가합니다. 즉, 물체가 빛의 속도에 도달하면 그 물체의 질량은 무한대가 됩니다. 따라서 물체가 빛의 속도를 넘어서는 것은 불가능합니다.에너지의 증가물체가 빛의 속도에 가까워질수록 그 물체가 가져야 하는 에너지는 무한대로 증가합니다. 즉, 물체가 빛의 속도를 넘어서는 것은 불가능합니다.이러한 이유로 인해, 빛의 속도는 초속 30만킬로미터 보다 빨라질 수 없습니다.
지구과학·천문우주
Q. 비올때 개미집이 물에 잠기지 않는 과학적 이유가 있나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.개미집의 구조개미집은 보통 땅속에 굴을 파서 만들어집니다. 땅속에 굴을 파면 비가 땅속으로 스며들면서 개미집이 물에 잠기지 않게 됩니다. 또한, 개미집의 입구는 보통 지표면보다 높게 만들어져 있어, 비가 내리더라도 개미집 안으로 물이 들어오지 않습니다.개미집의 재료개미집은 보통 흙이나 나뭇잎, 풀 등 자연에서 구할 수 있는 재료로 만들어집니다. 이러한 재료는 비에 젖더라도 쉽게 부서지지 않습니다. 또한, 개미집은 굴을 파는 과정에서 벽을 촘촘하게 만들어 내부를 습기로부터 보호합니다.개미의 활동개미는 비가 내리기 전에 개미집 내부의 물을 밖으로 내보내는 활동을 합니다. 또한, 비가 내리는 동안에도 개미집 내부의 습도를 조절하기 위해 노력합니다.
생물·생명
Q. 사람의 대변을 분해해 단백질만 뽑아낸 뒤 고기를 만드는 실험에 성공했다는데 정말인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.2023년 11월 6일 현재, 사람의 대변을 분해해 단백질만 뽑아낸 뒤 고기를 만드는 실험에 성공했다는 뉴스는 아직 없습니다. 2023년 3월에 일본에서 유튜브 영상이 올라와 화제가 되었던 바 있는데, 해당 영상은 1990년대 일본에서 제작된 것으로 알려져 있습니다.그러나 사람의 대변을 분해해 단백질만 뽑아낼 수 있는 기술은 이미 개발되어 있습니다. 2022년 11월에 미국의 스타트업 기업인 "Meatable"은 사람의 대변에서 단백질을 추출하는 기술을 개발했다고 발표했습니다. 이 기술은 대변에서 콜라겐과 키틴을 분리한 뒤, 이를 다시 합성하여 고기와 유사한 단백질을 만드는 방식입니다.이 기술이 상용화된다면, 식량 부족과 환경 문제 해결에 기여할 것으로 기대됩니다. 그러나 아직까지는 대량 생산이 어려운 기술이며, 대변에서 추출한 단백질이 실제 고기와 같은 맛과 식감을 구현할 수 있을지는 미지수입니다.따라서 현재로서는 사람의 대변을 분해해 단백질만 뽑아낸 뒤 고기를 만드는 실험에 성공했다는 뉴스는 사실이 아닌 것으로 보입니다.
물리
Q. 비바람에 강도는 어떻게 측정하나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.비바람의 강도는 풍속계를 사용하여 측정합니다. 풍속계는 풍속을 측정하는 기구로, 풍향각과 풍속을 측정할 수 있습니다. 풍향각은 바람이 불어오는 방향을 나타내며, 풍속은 바람의 세기를 나타냅니다.풍속은 바람이 1초 동안 이동한 거리를 나타냅니다. 일반적으로 미터/초(m/s)로 표시합니다. 풍속이 10m/s 이상이면 강풍, 20m/s 이상이면 태풍으로 분류합니다.비의 강도는 강우량을 사용하여 측정합니다. 강우량은 일정 시간 동안 내린 비의 양을 나타냅니다. 일반적으로 mm로 표시합니다. 강우량이 50mm 이상이면 호우로 분류합니다.
화학
Q. 신재생 에너지 활용 분야좀 알려주실수 있나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.신재생 에너지의 활용 분야는 크게 전력, 열, 수송, 수소, 기타로 나눌 수 있습니다.전력 분야에서는 태양광, 풍력, 수력, 지열, 바이오에너지 등이 활용되고 있습니다. 태양광 발전은 지구상에 가장 풍부한 에너지원인 태양에너지를 이용하여 전기를 생산하는 방식입니다. 풍력 발전은 바람의 에너지를 이용하여 전기를 생산하는 방식입니다. 수력 발전은 흐르는 물의 에너지를 이용하여 전기를 생산하는 방식입니다. 지열 발전은 지구 내부의 열에너지를 이용하여 전기를 생산하는 방식입니다. 바이오에너지는 식물이나 동물의 유기물에서 얻은 에너지를 이용하여 전기를 생산하는 방식입니다.열 분야에서는 태양열, 지열, 바이오에너지 등이 활용되고 있습니다. 태양열은 태양에너지를 이용하여 열을 생산하는 방식입니다. 지열은 지구 내부의 열에너지를 이용하여 열을 생산하는 방식입니다. 바이오에너지는 식물이나 동물의 유기물에서 얻은 에너지를 이용하여 열을 생산하는 방식입니다.수송 분야에서는 전기차, 수소차, 하이브리드카 등이 활용되고 있습니다. 전기차는 전기로 동력을 얻는 자동차입니다. 수소차는 수소를 연료로 사용하는 자동차입니다. 하이브리드카는 전기와 내연기관을 혼합하여 사용하는 자동차입니다.수소 분야에서는 수소 생산, 저장, 활용 등이 이루어지고 있습니다. 수소는 연료전지에서 전기를 생산하는 데 사용되는 에너지원입니다.기타 분야에서는 태양광 패널, 태양열 집열판, 풍력 터빈, 수력 발전소, 바이오연료 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.
전기·전자
Q. 휴대폰 전파는 어느 정도의 높이까지 닿는지 궁금합니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.휴대폰 전파는 지형과 기상 조건에 따라 다르지만, 일반적으로 지상에서 약 10km까지 닿을 수 있습니다. 이는 지구의 대기가 전파를 반사하고 산란하기 때문입니다.휴대폰 전파는 주파수에 따라 전파의 전달 거리가 달라집니다. 주파수가 높을수록 전파의 전달 거리가 짧아집니다. 이는 주파수가 높을수록 전파의 파장이 짧아져 산란과 흡수에 더 취약하기 때문입니다.휴대폰 전파는 통신 기지국을 통해 전달됩니다. 통신 기지국은 지상이나 건물 옥상에 설치되며, 안테나를 통해 전파를 송출합니다. 통신 기지국 사이의 거리는 전파의 전달 거리를 고려하여 결정됩니다.일반적으로 휴대폰 전파는 설악산 꼭대기에서도, 저 멀리 울릉도 한가운데서도, 땅속 깊은 지하철 안에서도 사용할 수 있습니다. 그러나 전파가 산이나 건물에 가려지거나, 기상 조건이 좋지 않을 경우 전파가 손실될 수 있습니다.
생물·생명
Q. 구석기때의 인류는 충치에 크게 시달리지 않았다고 하는데 그 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.구석기 시대의 인류는 충치에 크게 시달리지 않았다는 연구 결과가 있습니다. 이는 다음과 같은 이유 때문으로 추정됩니다.음식의 종류와 양구석기 시대의 인류는 주로 채집과 사냥을 통해 식량을 획득했습니다. 따라서 그들이 섭취하는 음식은 주로 과일, 채소, 견과류, 고기 등 탄수화물이 적은 음식이었습니다. 충치는 음식물 찌꺼기와 박테리아가 결합하여 생기는 질환이기 때문에, 탄수화물 섭취가 적으면 충치 발병률이 낮아집니다.구강 내 박테리아구석기 시대의 인류의 구강 내에는 충치균이 적게 존재했던 것으로 추정됩니다. 이는 구석기 시대의 인류가 현대인에 비해 구강 내 박테리아의 다양성이 적었기 때문으로 생각됩니다. 박테리아의 다양성이 적으면 충치균이 증식할 수 있는 환경이 조성되기 어렵습니다.치아의 구조구석기 시대의 인류의 치아는 현대인의 치아에 비해 더 단단하고 덜 부서지기 쉬운 구조를 가지고 있었습니다. 이는 구석기 시대의 인류가 현대인에 비해 딱딱한 음식을 더 많이 섭취했기 때문으로 생각됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 남극의 얼음이 다녹으면 어떻게 될까요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.남극의 얼음이 다 녹으면 다음과 같은 영향이 예상됩니다.해수면이 상승하여 해안 도시와 농지가 침수됩니다.기후 변화가 가속화되어 더 극심한 기상이변이 발생합니다.생태계가 파괴되어 다양한 동식물이 멸종 위기에 처합니다.구체적인 영향은 다음과 같습니다.해수면 상승: 남극의 얼음이 다 녹으면 해수면이 약 50m 상승할 것으로 예상됩니다. 이는 전 세계 해안 도시의 1/3이 침수될 수 있는 수준입니다. 또한, 저지대 농지도 침수되어 식량 생산에 큰 타격을 줄 수 있습니다.기후 변화 가속화: 남극의 얼음이 녹으면 지구의 열을 반사하는 면적이 줄어들어 지구온난화가 가속화될 수 있습니다. 이는 더 극심한 기상이변, 가뭄, 홍수, 폭염, 해일 등을 유발할 수 있습니다.생태계 파괴: 남극의 얼음이 녹으면 북극곰, 펭귄 등 다양한 동식물이 서식지가 사라지면서 멸종 위기에 처할 수 있습니다. 또한, 남극의 얼음은 지구의 탄소 순환에 중요한 역할을 하는데, 얼음이 녹으면 대기 중으로 더 많은 이산화탄소가 방출되어 지구온난화를 더욱 가속화할 수 있습니다.
물리
Q. 근력 운동과 근육의 생성 관계를 어떻게 설명할 수 있을까요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.근력 운동은 근육을 자극하여 성장시키는 데 효과적입니다. 근력 운동을 하면 근육이 미세하게 손상되며, 이 손상은 근육이 회복되는 과정에서 새로운 근육을 생성하는 신호가 됩니다.근력 운동은 근육의 단백질 합성을 증가시킵니다. 단백질은 근육의 기본 구성 요소이며, 근육이 성장하기 위해서는 단백질이 필요합니다. 근력 운동을 하면 근육이 손상되며, 이 손상을 복구하기 위해 단백질 합성이 증가합니다.근력 운동은 근육의 세포 수를 증가시킵니다. 근육은 근육 세포로 구성되어 있으며, 근력 운동을 하면 근육 세포의 수가 증가합니다. 근육 세포의 수가 증가하면 근육의 크기와 힘이 증가합니다.근력 운동은 근육의 신경 연결을 강화시킵니다. 근육은 신경에 의해 제어됩니다. 근력 운동을 하면 근육과 신경의 연결이 강화되어 근육의 힘이 증가합니다.
화학
Q. 어떤 종류의 생물학적 원료가 차세대 바이오 연료로 사용될 수 있나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.차세대 바이오 연료는 기존의 바이오 연료와 달리 식량작물을 사용하지 않고, 폐기물이나 산업 부산물 등을 원료로 사용합니다. 이러한 원료는 식량작물을 사용하지 않기 때문에 식량안보를 위협하지 않으며, 환경 친화적이라는 장점이 있습니다.차세대 바이오 연료의 대표적인 생물학적 원료로는 다음과 같은 것들이 있습니다.폐기물: 음식물 쓰레기, 목재 폐기물, 농업 폐기물 등산업 부산물: 폐유, 폐탄소, 폐수 등해양 바이오매스: 해조류, 해초류 등미생물 바이오매스: 미생물을 이용하여 생산한 바이오매스이러한 원료들은 다양한 방법을 통해 바이오 연료로 생산될 수 있습니다. 예를 들어, 음식물 쓰레기는 혐기성 소화를 통해 메탄을 생산할 수 있으며, 목재 폐기물은 열분해를 통해 에탄올을 생산할 수 있습니다.