안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 북극의 기온이 높아지면 왜 우리나라 겨울이 추워지나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.북극의 기온이 높아지면 우리나라 겨울이 추워지는 이유는 크게 두 가지로 설명할 수 있습니다.첫 번째는 제트기류의 약화입니다. 제트기류는 고위도에서 지구를 동서로 순환하는 강한 바람으로, 북극의 차가운 공기와 중위도의 따뜻한 공기를 분리하는 역할을 합니다. 북극의 기온이 높아지면 제트기류가 약화되어 북극의 차가운 공기가 중위도로 내려올 가능성이 높아집니다.두 번째는 극 소용돌이의 약화입니다. 극 소용돌이는 북극의 상공에 형성되는 강한 저기압으로, 북극의 차가운 공기를 고위도에 가두는 역할을 합니다. 북극의 기온이 높아지면 극 소용돌이가 약화되어 북극의 차가운 공기가 중위도로 내려올 가능성이 높아집니다.이러한 두 가지 요인으로 인해 북극의 차가운 공기가 우리나라로 내려와 겨울이 추워질 수 있습니다.실제로, 최근 몇 년간 북극의 기온이 상승하면서 우리나라 겨울이 평년보다 추운 날이 많아지고 있습니다. 기상청에 따르면, 2022년 1월 한 달간 우리나라 평균 기온은 -6.1℃로, 평년(-5.4℃)보다 0.7℃ 낮았습니다. 특히, 1월 22일에는 강원도 평창에서 영하 37.6℃를 기록하며, 1973년 이후 가장 낮은 기온을 기록하기도 했습니다.
지구과학·천문우주
Q. 영화나 애니에서 나오는 광속여행 이라는 것이 미래에 가능해질까요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.현재의 과학 기술로는 광속 여행이 불가능하다고 알려져 있습니다. 광속은 빛이 진공에서 1초에 299,792,458m를 이동하는 속도로, 이는 지구를 약 7번 반복할 수 있는 엄청난 속도입니다. 현재의 우주선은 광속에 근접하는 속도로도 여행할 수 없으며, 광속을 달성하기 위해서는 엄청난 양의 에너지가 필요합니다.하지만, 일부 과학자들은 광속 여행이 미래에 가능할 수 있다고 주장하고 있습니다. 예를 들어, 양자 터널링을 이용한 광속 여행이나, 웜홀을 통한 광속 여행 등이 제안되고 있습니다. 하지만, 이러한 방법들이 실제로 실현될 수 있을지는 아직 미지수입니다.영화나 애니에서 나오는 광속 여행은 현실과는 거리가 멀지만, 과학 기술의 발전에 따라 언젠가는 가능해질 수도 있을 것입니다.광속 여행이 가능해진다면, 우주 탐사에 큰 진전을 가져올 수 있을 것입니다. 지구에서 가장 가까운 별까지는 빛의 속도로도 4.3년이 걸리기 때문에, 광속 여행이 가능해진다면 훨씬 짧은 시간에 다른 별계로의 여행이 가능해질 것입니다. 또한, 광속 여행을 통해 외계 생명체와의 교류도 가능해질 수 있습니다.물론, 광속 여행이 가능해지더라도 현실적인 문제들이 남아 있습니다. 예를 들어, 광속 여행을 하는 동안 우주선에 탑승한 사람의 몸은 시간의 흐름이 느려지기 때문에, 지구에 남아 있는 사람들과는 나이 차이가 벌어질 수 있습니다. 또한, 광속 여행을 하는 동안 우주선에 탑승한 사람의 몸은 방사선에 노출될 위험이 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주에서 우주선이 폭발하면 지상에서 처럼 사방으로 폭발하나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.우주에서 우주선이 폭발하면 지상에서처럼 사방으로 폭발합니다. 하지만, 우주에는 대기가 없기 때문에 폭발의 파동이 지상에서처럼 전달되지는 않습니다. 따라서, 우주에서 폭발한 우주선의 파편은 지구에서처럼 땅에 떨어지지 않고, 우주 공간을 떠다니게 됩니다.우주에서 우주선이 폭발하는 경우는 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 우주선 내부의 연료나 폭발물 등이 폭발하는 경우입니다. 이 경우, 우주선 내부의 압력으로 인해 폭발이 발생하며, 파편은 우주 공간으로 흩어지게 됩니다. 두 번째는 우주선이 다른 물체와 충돌하여 폭발하는 경우입니다. 이 경우, 충돌의 충격으로 인해 우주선이 파괴되고, 파편은 우주 공간으로 흩어지게 됩니다.우주에서 우주선이 폭발하는 경우는 우주인이나 우주선에 큰 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서, 우주선은 폭발을 방지하기 위한 다양한 안전장치가 설치되어 있습니다. 하지만, 모든 사고를 예방할 수는 없기 때문에, 우주에서 우주선이 폭발하는 경우도 발생할 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구과학 용어 중에 사스트루기가 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.지구과학 용어 중 사스트루기는 빙하에 의해 운반된 암석과 토양이 퇴적되어 형성된 지형을 말합니다. 사스트루기의 모양은 다양하지만, 일반적으로 능선이나 홈 모양을 하고 있습니다.사스트루기는 빙하가 움직이면서 암석과 토양을 운반하는 과정에서 형성됩니다. 빙하가 움직일 때, 빙하 표면에는 암석과 토양이 쌓이게 됩니다. 빙하가 더 움직이면, 쌓인 암석과 토양이 빙하 표면에 압력을 받으면서 융기하거나 침하하여 지형을 형성합니다.사스트루기는 빙하의 움직임에 따라 다양한 모양으로 형성됩니다. 빙하가 빠르게 움직이면, 능선 모양의 사스트루기가 형성됩니다. 빙하가 느리게 움직이면, 홈 모양의 사스트루기가 형성됩니다.사스트루기는 지구상에서 흔히 볼 수 있는 지형으로, 빙하가 퇴적한 지역에서 발견될 수 있습니다. 대표적인 사스트루기 지역으로는 알래스카, 그린란드, 남극 등이 있습니다.
물리
Q. 턱을 맞으면 기절하는 이유가 무엇인가요??
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.턱을 맞으면 기절하는 이유는 크게 두 가지로 설명할 수 있습니다.첫 번째는 뇌진탕입니다. 턱은 뇌와 연결되어 있는 신경이 많이 분포되어 있는 부위입니다. 턱을 강하게 맞으면 뇌에 충격이 가해져 뇌진탕이 발생할 수 있습니다. 뇌진탕은 뇌의 기능이 일시적으로 마비되는 상태로, 기절뿐만 아니라 두통, 메스꺼움, 구토, 현기증 등의 증상이 나타날 수 있습니다.두 번째는 혈압 저하입니다. 턱을 맞으면 뇌로 가는 혈액의 흐름이 방해될 수 있습니다. 이로 인해 뇌로 가는 혈액량이 감소하고, 뇌의 산소 공급이 부족해져 기절할 수 있습니다.턱을 맞아 기절했다면, 의식을 되찾을 때까지 누워서 안정을 취하는 것이 좋습니다. 또한, 두통, 메스꺼움, 구토 등의 증상이 나타난다면 병원을 방문하여 진료를 받는 것이 좋습니다
지구과학·천문우주
Q. 쌍무지개는 어떤 원리로 생기는 건가요??
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.쌍무지개는 빛이 물방울에서 두 번 굴절되고 반사되어 생기는 현상입니다. 첫 번째 무지개는 빛이 물방울에서 한 번 굴절되고 반사되어 생기며, 두 번째 무지개는 빛이 물방울에서 두 번 굴절되어 반사되어 생깁니다.첫 번째 무지개는 지표면으로부터 42도의 각도에 위치한 물방울에서 빛이 한 번 굴절되고 반사되어 생깁니다. 이때 빛은 파장에 따라 굴절되는 각도가 다르기 때문에, 무지개는 빨간색, 주황색, 노란색, 초록색, 파란색, 남색, 보라색의 일곱 가지 색깔로 나타납니다.두 번째 무지개는 지표면으로부터 51도의 각도에 위치한 물방울에서 빛이 두 번 굴절되고 반사되어 생깁니다. 이때 빛은 첫 번째 무지개보다 더 많이 굴절되기 때문에, 두 번째 무지개는 첫 번째 무지개보다 흐릿하고 색깔도 덜 선명하게 나타납니다.
화학
Q. 공기가 온도에 따라 무게 차이가 있나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.공기는 온도에 따라 무게 차이가 있습니다. 공기는 분자와 원자로 이루어져 있으며, 온도가 올라가면 분자와 원자의 운동 에너지가 증가합니다. 이로 인해 분자와 원자가 더 멀리 떨어져 있게 되고, 공기의 밀도가 낮아집니다. 따라서 같은 부피의 공기라도 온도가 높을수록 무게가 적습니다.실제로, 0°C에서 1m³의 공기의 무게는 약 1.293kg이지만, 100°C에서는 약 1.204kg으로 약 7% 정도 줄어듭니다.이러한 공기의 온도와 무게의 관계는 기상학에서 중요한 역할을 합니다. 고온의 공기는 밀도가 낮기 때문에 상승하는 경향이 있습니다. 반대로, 저온의 공기는 밀도가 높기 때문에 하강하는 경향이 있습니다. 이러한 차이로 인해 대기 중에는 고기압과 저기압이 형성됩니다.또한, 공기의 온도와 무게의 관계는 날씨에도 영향을 미칩니다. 고온의 공기는 더 많은 수증기를 포함할 수 있기 때문에 구름과 비를 형성하는 데 기여합니다. 반대로, 저온의 공기는 수증기를 포함할 수 있는 양이 적기 때문에 건조한 날씨를 유발할 수 있습니다.
전기·전자
Q. 전기뱀장어는 어떻게 전기를 생성하나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.전기뱀장어는 몸의 3분의 2를 차지하는 전기기관에서 전기를 생성합니다. 전기기관은 꼬리 부분에 있으며, 여러 개의 전기세포가 직렬로 연결되어 있습니다. 전기세포는 세포막을 통해 양성자와 음전자가 분리되어 있는 구조를 가지고 있습니다. 전기뱀장어가 전기를 생성하기 위해서는 음식으로부터 얻은 에너지를 사용하여 전기세포 내에서 양성자와 음전자를 이동시킵니다. 이렇게 되면 전기세포 사이에 전위차가 발생하고, 전류가 흐르게 됩니다.
화학
Q. 창문을 열어놓으면 방문에 세게 닫히는 과학적 이유가 궁금해요.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.창문을 열어놓으면 방문이 세게 닫히는 이유는 기압차 때문입니다. 창문을 열어놓으면 실내와 실외의 기압이 달라지게 됩니다. 실외의 기압이 실내의 기압보다 높기 때문에, 방문은 실내에서 실외로 나가려고 하는 힘을 받습니다. 이 힘이 방문을 세게 닫히게 하는 것입니다.창문을 열어놓으면 실내의 공기가 실외로 빠져나가게 됩니다. 따라서, 실내의 기압이 실외의 기압보다 낮아지게 됩니다. 반면에, 실외의 공기는 실내로 유입되지 못하기 때문에, 실외의 기압은 그대로 유지됩니다. 이렇게 되면, 실내와 실외의 기압차가 발생하게 됩니다.이 기압차에 의해 방문은 실내에서 실외로 나가려고 하는 힘을 받습니다. 이 힘은 방문의 무게보다 클 수 있기 때문에, 방문이 세게 닫히게 되는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 밝은 곳에서 어두운 곳으로 가게 될 경우 갑자기 아무것도 안보이는 왜인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.밝은 곳에서 어두운 곳으로 가게 되면 갑자기 아무것도 안보이는 이유는 우리의 눈이 밝은 곳에서 어두운 곳으로 적응하는 데 시간이 걸리기 때문입니다.우리의 눈은 빛을 감지하는 세포인 광수용체(photoreceptor)로 이루어져 있습니다. 광수용체는 크게 두 종류로 나뉘는데, 하나는 밝은 빛을 감지하는 원추세포(cone cell)이고, 다른 하나는 어두운 빛을 감지하는 간상세포(rod cell)입니다.밝은 곳에서는 원추세포가 활발하게 작동하여 색을 구별하고 사물을 볼 수 있게 해줍니다. 반면에 어두운 곳에서는 간상세포가 활발하게 작동하여 빛을 감지하여 사물을 볼 수 있게 해줍니다.밝은 곳에서 어두운 곳으로 이동하면 원추세포가 과도하게 자극되어 흥분 상태가 되고, 간상세포는 충분한 빛을 받지 못하여 제대로 작동하지 못합니다. 따라서, 갑자기 아무것도 보이지 않는 것입니다.이러한 현상을 적응(adaptation)이라고 합니다. 적응에는 두 가지 종류가 있는데, 밝은 곳에서 어두운 곳으로 이동할 때의 적응을 빛 적응(light adaptation), 어두운 곳에서 밝은 곳으로 이동할 때의 적응을 어둠 적응(dark adaptation)이라고 합니다.빛 적응은 약 30분 정도 걸리며, 어둠 적응은 약 30~45분 정도 걸립니다. 따라서, 밝은 곳에서 어두운 곳으로 이동했다면, 적응이 완료될 때까지 기다리는 것이 좋습니다.