안녕하세요 김두환 전문가입니다.
생물·생명
Q. 팬더곰은 대나무가 주식인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.판다가 육식동물에서 초식동물로 변했다는 설이 있습니다. 과거에는 판다도 곰처럼 사냥을 통해 고기를 먹었지만, 판다가 살아가는 환경이 대나무가 많은 곳으로 변하면서 육식을 포기하고 대나무를 먹으며 초식동물로 변했다고 이야기하죠. 판다는 과일이나 채소도 찾아 먹을 수 있습니다. 그리고 작은 팬더가 성인 팬더가 되면 사람보다 큰 팬더가 되게끔 성장합니다.
지구과학·천문우주
Q. 블랙홀의 처음부터 현재까지의 블랙홀의 역사에 대해서 궁금해요
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.블랙홀을 처음 생각해 낸 사람은 18세기 존 미첼과 피에르시몽 드 라플라스 후작이라고 알려져있습니다. 중력이 강한 천체로 빛 조차 나올 수 없는 천체라고 제안했죠. 블랙홀은 2019년 4월 10일에 Event Horizon Telescope 팀에 의해 첫 관측에 성공하였습니다.현대까지 블랙홀에 관한 일들에 대해 전부 알진 못하지만 몇가지 참고할만한 내용을 적어드리겠습니다.블랙홀이 어떻게 생기는 지는 아직 정확하게 관측된 사실이 없습니다. 그래서 가설을 세우고 계산을 통해 이론적으로 생기는 과정을 유추할 수 있습니다. 블랙홀은 태양 질량의 수백배가 되는 별의 죽음으로 생성될 수 있으며, 애초에 우주에 있는 성간물질이나 가스가 응축하여 만들어질 수 있습니다.별의 죽음으로 생기는 원리는, 거대한 별은 중력이 강합니다. 그래서 별이 살아 있을 때에는 핵융합 반응을 통해 열이 발생돼 별의 자체적인 중력과 평형을 이루며 별의 형태를 유지할 수 있습니다. 하지만 별이 죽게되면서 더 이상 핵융합 반응을 못하고 결국 자체 중력을 이기지 못하고 별이 붕괴하여 블랙홀이 되는것이죠.애초에 우주에 있는 성간물질이나 가스가 응축하면서 만들어진 블랙홀은 물질이 뭉쳐 자체적으로 강한 중력을 이길만한 열, 에너지를 만들지 못하고 붕괴되어 블랙홀이 되는것입니다.이러한 원리로 만들어진 블랙홀에 빠진다면 살아나올 수 없으며 갈기갈기 찢겨 죽을 것입니다. 블랙홀에 빠지는 것은 마치 싱크대에 있는 배수관으로 빨려 들어가는 것이라고 생각하면 됩니다. 단순히 몸이 온전하게 블랙홀로 떨어지는것이 아닌 좌우로도 짓눌리는 힘이 존재하여 몸에 압력이 느껴지며, 블랙홀과 가까운 신체 부위가 블랙홀과 멀리 있는 신체 부위보다 더 빨리 빨려 들어가기 때문에 몸이 위아래로 잡아 당겨지는 힘도 존재합니다. 그래서 마치 싱크대로 빨려 들어가는 거라고 생각하시면 됩니다. 위아래로 몸은 찢기고, 사방에서 압력이 가해져 몸을 짓누르는 느낌이 들죠.
전기·전자
Q. 소리라는 것의 정체는 도대체 무엇입니까?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.소리는 공기를 진동시키는 파동입니다. 박수를 치면 손과 손이 부딪히면서 공기를 압축시키거나 팽창시킵니다. 이러한 압축과 팽창이 우리의 귀까지 전달되어 고막을 떨리게 하고 뇌가 인식하여 소리로 받아들여지는 것이죠. 마치 두 사람이 밧줄을 잡고 있을 때, 한 사람이 밧줄을 흔들면 다른 사람에게 전달되어 인식하는 것과 마찬가지입니다. 밧줄의 역할은 공기가 하는 것이고, 인식은 소리가 되는 것이죠.
전기·전자
Q. 원자와 분자를 나누는 입자 기준은 어떻게 구분되나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.과거부터 물질이 무엇으로 이루어져있는지 궁금해 했습니다.예시와 비유를 들어 설명을하자면, 물을 쪼개본다고 생각해보죠. 물을 쪼개면 더 세분화되면서 물방울로 나눠지고, 또 물방울을 쪼개다보면 더 작은 물방울이 됩니다. 이런식으로 계속해서 쪼개고 봤더니 특정 모양을 띠고 있습니다. 하나만 그런것이 아니라 모든 것이 전부 특정 모양을 띠고있었습니다. 이를 분자라고하죠.그리고 과학자들은 더 강한 에너지를 가해 분자도 분해하고 맙니다. 이 분자를 분해했더니 H 2개와 O 1개로 구성되어있음을 확인하였죠. 여기서 더 쪼개고 싶은데 에너지 부족한 상황이라 쪼개지 못하고 분류를 하기 시작합니다. H, O 이러한 것을 원자라고 하죠.즉, 분자는 원자들로 이루어진 집합체 입니다. 원자는 분자를 이루는 기본 요소라고 생각하시면됩니다.더 나아가 원자마저 쪼갤 수 있는데, 더 강한 에너지를 가해주면 원자도 쪼갤 수 있습니다. 쪼개고 봤더니 전자(-)와 원자핵(+)으로 이루어져있었죠.전자 1개, 원자핵 +로 이루어진 원자는 수소,전자 2개, 원자핵 2+로 이루어진 원자는 헬륨 이런식으로 주기율표를 완성시킵니다.여기서 끝을내면 좋지만 과학자들은 더 쪼개려는 노력을 하죠. 하지만 전자는 더 이상 쪼개지지 않아 기본입자로 두었고, 원자핵은 양성자와 중성자로 나누어짐을 알았습니다. 또 이 양성자와 중성자는 쿼크라는 기본 입자 구성되어있다는 것을 알아내었죠.
물리
Q. 자석이 열에 매우 취약하다고 하던데요 그 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.네, 자석과 같은 자기력을 만드는 것은 전류의 흐름이나 스핀 때문입니다. 그런데, 열을 받게 되면 자석을 이루고 있는 물질들의 움직임이 무작위 운동이 되며 정렬되어있던 스핀이 뒤죽박죽이 되면서 자기력을 잃거나, 전류의 흐름이 사라지게 되면서 자기력을 잃게되는 것이죠.