안녕하세요 성심껏 답변 드릴 김경렬 전문가입니다.
생물·생명
Q. 사람의 몸에 있는 털들은 어떤 과학적 원리를 통해 자라나게 되나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.머리카락은 사람의 두피에서 자라는 털인데인간이 진화하면서 규모가 많이 축소된 다른 털들과는 달리현재까지도 유일하게 풍성하고 긴 털 입니다.한 사람에게 평균적으로 9~12만올 정도의 머리카락이 있고다른 털들과 같으면서도 머리털만은 좀 더 특별하게 여기는사람들의 심리로 그렇다고 하는게 정설 입니다.피부의 모낭에서는 털이 만들어지고 발육을 하는데모발은 손톱과 같이 피부표면의 각질층이 변화하여 만들어진 것으로피부표면에 나와 있는 표피부분과 모발 속의 모근으로 나누어 집니다.모근의 아래 끝에는 모구라는 부분이 있어서거기에 모세 혈관이나 신경이 분포되어 있는 모유두가 있는데이 부분이 털의 영양이나 발육 등에 중요한 역할을 합니다.인간의 모발 성장은 주기적이며 각 모낭은 독립적으로 활동합니다.대부분의 동물에서 보는 바와 같이 모발에도 성장 주기가 있어서 일시에 탈모되는 경우는 없습니다.이를 모발사이클 또는 모주기라 하는데 모발은 성장기에서만 계속 자랍니다.털은 생장기, 퇴행기, 휴지기의 주기를 거쳐 빠지게 됩니다.두피에는 약 10만 개의 모낭이 있으며,머리털은 생장기 2~6년, 퇴행기 3주, 휴지기 3개월의 과정을 거치면 빠지게 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 정지위성과 이동위성의 차이는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.정지궤도위성과 비교를 할려면 저궤도위성을 비교하시면 편합니다.1. 정지궤도위성정지궤도위성은 지상 35800km 상에서 지구 자전속도와 동일하게 지구를 공전하는 그런 위성입니다.한 마디로 위성체가 어느 한 지점만 계속 바라볼 수 있다는 것이죠.(지구 자전속도 = 위성 공전속도 이기 때문에)이 특성 때문에 정지궤도위성은 기상위성, 통신위성, 방송위성으로 많이 활용됩니다.하지만 정지궤도로 위성을 올리기위한 발사체 개발이 무지하게 힘들고 비용이 많이드는게 흠입니다.2. 저궤도위성저궤도위성은 지상 200~6000km 상공에 떠 있는 위성입니다. 이 위치에서 위성체가 지구를 한 바퀴 도는데걸리는 시간은 90~120분으로 지구 중력에 의한 위성 속도의 감속 정도가 크고 우주 입자선의 영향으로정지궤도위성에 비해 수명이 짧은 편입니다.발사하는데 비용이 정지궤도위성보다 적게 드는 편이고 기술적인 문제도 정지궤도위성보다는 적은 편입니다. 그렇기 때문에 다양한 용도로 사용되고 있죠. (통신/기상/방송/군사/GPS 등등...)
생물·생명
Q. 하루살이의 이름에 담긴 의미가 있나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.다른 곤충처럼 하루살이도 어른벌레가 되기 전에 거치는 단계가 있는데, 하루살이는 알에서 깨어나 애벌레가 된 다음, 애벌레와 어른벌레 중간 단계인 아성충 단계를 거쳐 비로소 어른벌레가 됩니다.다 자란 하루살이가 세상에 나와 사는 기간은 짧게는 1시간, 보통 2~3일, 길게는 2~3주 정도입니다. 그런데 애벌레 상태에서는 1~3년을 살기도 하기 때문에, 사는 기간을 알에서부터 센다면 하루살이가 단 하루만 산다고는 할 수 없겠죠? 그렇다면 왜 하루살이는 어른벌레가 되어 오래 살지 못할까요? 그건 바로 하루살이의 '입' 때문입니다. 하루살이 애벌레는 물속의 바위나 자갈에 붙은 물때와 물속 낙엽을 먹고 사는데 어른벌레가 되면 입이 사라지기 때문에 먹이를 먹을 수가 없고, 그래서 오래 살지 못합니다.어른벌레가 된 하루살이는 떼를 지어 날아다닙니다. 그 이유는 살아갈 시간도 길지 않은데다, 떼를 지어 다녀야 짝을 찾기도 쉽고 적에게 잡아먹힐 가능성이 줄어들기 때문입니다. 어쩌면 하루살이는 단 하루를 열심히 살기 위해 오랜 시간 동안 참고 기다렸던 게 아닐까요?
물리
Q. 자석은 어떻게 자력을 유지할 수 있나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.영구자석은 주변 환경에 좌우되지 않고 일정한 자력을 유지하는 자석입니다. 영구자석은 외부로부터의 영향으로 간단하게는 자극의 방향이 변하지 않는 자석입니다. 자석이나 철이 자력을 가지기 전의 상태는 원자끼리의 자구가 서로의 자력을 상쇄하고 있습니다. 이때 외부의 자계와 접촉함으로써 원자의 자극이 같은 방향으로 향합니다. 그 결과 자구가 깨져 자력이 발생하는 것입니다.이 원리는 외부의 영향으로 자력이 변하기 때문에 매우 불안정합니다. 영구자석은 원자의 자구가 망가진 후 자계를 멀리해도 다시 자구를 형성하지 않도록 다른 원자를 혼재시키고 있습니다. 따라서 자극의 방향을 고정시킬 수 있습니다. 또 자력이 일정하게 유지되면 안정된 자력을 가집니다.
생물·생명
Q. 사람의 머리카락이 썩기도 하나요? 자연적으로요.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.머리카락도 썩긴 합니다만.머리카락은 원래 죽은 세포및 단백질로 이뤄져 있는겁니다.손톱과 마찬가지로요 그리고 DNA는 인간의 몸 어디에나 들어있는 유전물질이구요 물론 머릿카락 속에도 있긴 합니다.살과 눈 , 혀 뭐 그런거는 날씨만 뜨뜻했다 하면 금방 부패가 되는데 머릿카락은 거의 몇십년이 지나도 썩지를 않아요.
전기·전자
Q. 사진이라는 것은 어떻게 만들어지게 되는 것인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.사진은 가시광선, 자외선, 적외선, 전자선 등의 작용에 의해서 감광층(필름) 위에 물체의 반영구적인 영상을 만들어내는 것을 말합니다.빛은 사진에 있어서 가장 기본 소재임과 동시에 제일 중요한 요소입니다.즉, 사진(Photography)= 빛(Photo)+그림(graphy), 이므로 "빛으로 그림을 그린다"는것을 의미합니다현실적 대상물이 이러한 빛의 특성에 의하여 감광유제에 잠상을 형성(촬영)시키고, 그것을 화학적 처리 즉 현상과 인화의 과정으로 2차원의 평면에 화상을 형성시켜 사진이 나옵니다.
화학
Q. 아이들 기침 패치 어떤 원리인가요??
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.툴로부테롤이라는 성분으로 이뤄진 패치인데요.가슴, 등, 팔뚝 등에 붙이게 되면 피부를 통해 약물이 흡수되는 원리에요.이 성분이 기관지를 이완시키는 효과를 보여줘요.그래서 이 패치를 붙인다고 기침이 낫는 것이 아니라 기관지를 확장시켜서 호흡을 원활하게 만들어줄 뿐이에요.
지구과학·천문우주
Q. 지구말고 다른행성에서도 비가오나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.목성 근처에서 비가 내리는 천체는 목성이 아닌, 토성의 위성인 타이탄이 있습니다.타이탄은 토성의 가장 큰 위성일 뿐 아니라, 태양계의 위성들 중에서도 가장 큽니다.타이탄은 달의 1.5배 크기로 명왕성보다도 크고, 태양계 위성 중 드물게 대기권을 가지고 있습니다.표면온도는 -170도 정도로 낮아 물은 두터운 얼음층으로 되어있지만,메탄으로 된 구름에서 메탄의 비가 내립니다.예전에는 끈적끈적한 메탄과 암모니아의 표면에 메탄비가 추적추적 내릴 것으로 생각되었지만,최근의 조사에서 새로운 부분이 많이 발견되었습니다.타이탄은 암석질의 핵에 두터운 얼음층으로 된 지각층이 있는 것으로 보입니다.그런데 토성과의 거리도 가까워 두터운 얼음층 중간중간 녹은 물과 암모니아의 바다가 있을 가능성이 보이고 있습니다.암모니아라는 유기물질이 풍부한 물의 바다는 생명의 탄생 가능성이 있습니다.또한, 표면에서의 메탄 비는 생각보다 자주 내리지는 않는 것 같아 보이지만, 그 대신 메탄으로 된 호수와 강으로 보이는 지형이 발견되었습니다.더욱이, 정상적인 상황에서 타이탄에서 발견될 가능성이 적은 수소의 흔적이 간혹 보이는 것으로 보아,표면의 메탄 강이나 호수 등에서 메탄을 먹고 사는 생명체가 있어 수소를 배출했을 가능성도 제기되고 있습니다.
화학
Q. 물이 얼어 얼음이 되면 부피가 커지는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.얼음이 물보다 밀도가 더 작다, 즉 더 가볍다는 것은 물이 얼면서 부피가 더 커진다는 것을 의미합니다.이것은 일반적으로 물체가 냉각될수록, 즉 액체에서 고체로 응고될수록 부피가 줄어드는 현상과는 반대인 얼음의 독 특한 성질이라고 할 수 있습니다.어린이 여러분들도 여름에 학교에 가져가려고 물병에 물을 가득 담아 냉동 실 안에서 얼렸다가 뚜껑이 터지거나 병 밖으로 얼음이 새어 나온 경험이 있을 것입니다.그리고 겨울 동안 바위 틈으로 스며든 물이 얼면서 큰 바 위가 두 쪽으로 갈라지는 것도 물이 얼면서 부피가 커지기 때문에 생기는 현상입니다.물이 얼면서 부피가 커지는 이유는, 자유롭게 움직이던 물분자들이 서로 달라붙으면서 가장 안정적인 모습을 찾다가 육각형 터널 모양의 결합 구조 를 만들기 때문입니다.그 육각형 가운데 빈 공간이 생겨서 액체 상태일 때보다 부피가 더 커지게 되는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 우유니사막은 어떤 이유로 소금사막이 만들어질 수 있었나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.유우니 소금사막은 원래 호수입니다. 오랜 세월에 걸쳐 호수의 소금들이 호수 표면에 결정화되어 지금의 사막처럼 보이게 된 것입니다. 건기에 호수의 물이 말라 사막처럼 보이기는 해도 소금 사막 밑에는 여전히 물이 존재하고 있다고 합니다.즉 기후가 가장 중요합니다. 강수량이 적은 건조 기후가 나타나 증발량이 많아 소금기까 쌓이면서 소금 사막을 형성하게 된 것입니다.