안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
Q. 축삭돌기 세포막 내부 및 외부의 나트륨과 칼륨의 농도는 어떻게 되나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.세포막 내부의 나트륨 농도는 세포막 외부의 나트륨 농도보다 약 10~15배 낮고, 세포막 내부의 칼륨 농도는 세포막 외부의 칼륨 농도보다 약 35~37배 높습니다.이러한 농도 차이는 세포막에 존재하는 나트륨-칼륨 펌프에 의해 유지됩니다. 나트륨-칼륨 펌프는 세포막 내부에서 3개의 나트륨 이온을 세포막 외부로 내보내고, 2개의 칼륨 이온을 세포막 내부로 들여오는 방식으로 작동합니다. 이 과정에서 ATP가 에너지원으로 사용됩니다.세포막 내외의 나트륨과 칼륨 농도 차이는 세포의 생리 기능에 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 나트륨은 세포의 수분 조절과 신경 전달에 관여하고, 칼륨은 세포의 전기적 안정성을 유지하는 데 관여합니다.50대 초반의 남성이 생명과학을 독학으로 공부하고 계시다니 정말 대단하십니다. 생명과학은 매우 복잡한 학문이지만, 꾸준히 공부하시면 충분히 이해하실 수 있을 것입니다.
Q. 혈압계는 어떻게 작동되는 지 궁금합니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.수동작동 원리는 다음과 같습니다.완대를 팔에 감고 공기 가압장치로 공기를 주입하여 팔의 혈관을 압박합니다.공기를 빼면서 압력계의 수은 기둥을 관찰합니다.수은 기둥이 떨어지기 시작하는 지점이 협압계 숫자가 됩니다.계속해서 공기를 빼면서 음이 사라진 시점이 확장기 혈압이 됩니다.자동작동 원리는 다음과 같습니다.완대를 팔에 감고 전원을 켭니다.완대가 자동으로 팽창하여 팔의 혈관을 압박합니다.혈압이 측정되면 자동으로 공기가 빠지면서 결과를 표시합니다.자동 혈압계는 수동 혈압계에 비해 다음과 같은 장점이 있습니다.측정 시간이 짧고 편리합니다.측정 오차가 적습니다.여러 번 측정하여 평균 값을 구할 수 있습니다.
Q. 광년의 단위는 어떻게 측정하게 된건가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.우주과학에서 광년 단위를 사용하는 이유는, 우주가 워낙 넓기 때문에 다른 단위로는 거리를 표현하기가 어렵기 때문입니다.광년은 빛이 진공에서 1년 동안 이동한 거리를 말합니다. 빛의 속도는 초당 약 30만 km이기 때문에, 1년 동안 이동한 거리는 약 9조 4600억 km에 달합니다.광년 단위를 사용하여 거리를 측정하는 방법은 다음과 같습니다.천체의 빛이 지구에 도달하는 데 걸리는 시간을 측정합니다.빛의 속도를 사용하여 천체까지의 거리를 계산합니다.예를 들어, 태양계에서 가장 가까운 별인 프록시마 센타우리까지의 거리는 약 4.24 광년입니다. 이는 프록시마 센타우리에서 나오는 빛이 지구에 도달하는 데 약 4.24년이 걸린다는 것을 의미합니다.광년 단위를 사용하여 거리를 측정할 때는 다음과 같은 점을 유의해야 합니다.우주는 팽창하고 있기 때문에, 천체까지의 거리는 시간이 지남에 따라 점차 멀어지고 있습니다.천체의 움직임으로 인해, 천체까지의 거리는 측정 시점의 위치에 따라 달라질 수 있습니다.광년 단위는 우주과학에서 매우 중요한 단위입니다. 우주의 거리를 나타내기 위한 가장 일반적인 단위이며, 우주에서 일어나는 다양한 현상을 이해하는 데 필수적인 역할을 합니다.
Q. 암흑물질의 존재는 어떻게 알아냈나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.암흑물질은 전자기파를 방출하지 않기 때문에 직접 관측이 불가능합니다. 따라서 과학자들은 암흑물질의 존재를 간접적인 증거를 통해 추론합니다.암흑물질의 존재를 처음으로 제기한 것은 1930년대 미국의 천문학자 프랭크 휘플입니다. 그는 성단의 운동을 연구하면서, 성단 내의 별들이 서로의 중력에 의해 끌어당겨져야 하지만, 관측 결과 그렇지 않은 것을 발견했습니다. 휘플은 이 현상을 설명하기 위해, 성단 내부에 보이지 않는 질량이 존재한다는 가설을 제시했습니다.암흑물질의 존재를 뒷받침하는 증거는 다음과 같습니다.은하의 회전은하의 나선 팔은 원심력과 중력의 균형에 의해 유지됩니다. 만약 은하의 질량이 우리가 아는 물질로만 구성되어 있다면, 나선 팔의 회전속도는 은하의 중심에서 멀어질수록 점차 느려져야 합니다. 하지만 실제 관측 결과, 은하의 나선 팔은 은하의 중심에서 멀어질수록 오히려 회전속도가 빨라지는 것을 볼 수 있습니다. 이는 은하의 중심에는 우리가 아는 물질로는 설명할 수 없는 거대한 질량이 존재한다는 것을 의미합니다.은하단의 중력렌즈 효과은하단은 수백 개에서 수천 개의 은하가 모여 있는 거대한 구조입니다. 은하단은 매우 강한 중력을 가지고 있기 때문에, 그 뒤에 있는 천체의 빛을 휘게 만드는 중력렌즈 효과를 일으킵니다. 과학자들은 은하단의 중력렌즈 효과를 연구하여, 은하단 뒤에 있는 천체의 위치와 질량을 추정할 수 있습니다. 그 결과, 은하단의 질량은 우리가 아는 물질로만 설명할 수 없는 수준인 것으로 밝혀졌습니다.우주의 가속팽창우주는 빅뱅 이후 계속해서 팽창하고 있습니다. 과학자들은 우주의 팽창 속도를 연구하여, 우주의 질량이 충분하지 않으면 우주의 팽창이 점차 느려져야 한다는 것을 알아냈습니다. 하지만 실제 관측 결과, 우주의 팽창 속도는 오히려 점차 빨라지고 있습니다. 이는 우주에 우리에게 알려지지 않은 질량이 존재한다는 것을 의미합니다.이러한 증거들을 종합하여, 과학자들은 우주에 우리가 아는 물질 외에도 암흑물질이 존재한다고 결론지었습니다. 암흑물질은 우주의 총 질량의 약 85%를 차지하는 것으로 추정됩니다.암흑물질의 정체는 아직 밝혀지지 않았습니다. 가장 유력한 후보로는 중성미자가 있습니다. 중성미자는 전하가 없기 때문에 전자기파를 방출하지 않습니다. 또한, 중성미자는 매우 가볍기 때문에, 우주에서 쉽게 움직일 수 있습니다. 따라서 중성미자는 암흑물질의 후보로 가장 적합하다고 할 수 있습니다.과학자들은 암흑물질의 정체를 밝히기 위해 다양한 연구를 진행하고 있습니다. 암흑물질의 정체를 밝히는 것은 우주의 구조와 진화에 대한 이해를 높이는 데 중요한 역할을 할 것입니다.
Q. 보조배터리 충천 시 소요되는 전력량은 어느 정도인가요
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.보조배터리의 충전 효율은 일반적으로 약 85%~90%입니다. 따라서, 1만mAh 용량의 보조배터리를 완충하는 데에는 1만mAh * 0.85~0.9 = 8,500mAh~9,000mAh가 소요됩니다.보조배터리를 사용할 때의 효율은 충전 효율보다 낮습니다. 이는 충전 과정에서 발생하는 열, 케이블의 손실, 반도체의 손실 등의 요인으로 인해 전력이 소모되기 때문입니다. 일반적으로 보조배터리의 사용 효율은 약 75%~80%입니다.따라서, 1만mAh 용량의 보조배터리를 사용하여 스마트폰을 완충하는 데에는 1만mAh * 0.75~0.8 = 7,500mAh~8,000mAh가 사용됩니다.물론, 제품마다 차이가 있을 수 있습니다. 일부 고급 제품의 경우 충전 효율이 95% 이상인 경우도 있습니다. 또한, 사용 환경에 따라 효율이 달라질 수 있습니다. 예를 들어, 기온이 낮거나 케이블이 낡은 경우 효율이 떨어질 수 있습니다.보조배터리를 구매할 때는 충전 효율과 용량을 함께 고려하는 것이 좋습니다. 충전 효율이 높은 제품은 같은 용량의 제품이라도 더 많은 전력을 사용할 수 있습니다.