안녕하세요 김두환 전문가입니다.
화학
Q. 헬륨가스를 마시면 목소리가 변하는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.일단 헬륨은 공기보다 밀도가 낮습니다. 가볍죠. 그래서 헬륨을 주입한 풍선은 둥둥 잘 뜨는것을 확인하실수 있습니다. 헬륨가스를 먹게되면 폐에 헬륨이 차게되는데, 헬륨은 체내로 흡수되지않고 입 밖으로 다시 나옵니다. 그리고 우리가 말을 하거나 소리를 내는것은 성대의 진동에 의해나는것입니다. 그런데 평소 공기를 마시고 공기가 입 밖으로 나오면서 성대를 진동시켜 목소리를 내는데, 헬륨을 마시게 되면 헬륨이 우리의 성대를 떨리게합니다. 헬륨은 공기보다 가벼워 성대를 지나는 속력도 공기에 비해 훨씬 빠릅니다. 그래서 헬륨을 마셨을때 성대가 더 빨리 진동하게 되는것이고 빨라진 진동수는 높은 소리를 나게 하는 것입니다.헬륨은 반응성이 낮은 기체로 우리 몸에 들어오게 되면 별 반응 없이 그대로 공기중으로 나갑니다. 그래서 안좋은 영향을 주진 않습니다. 하지만, 쉼없이 지속적으로 마시면 산소를 흡수하지 못해 산소 부족이 될 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 화성의 하늘은 분홍색이라고 하던데 그 이유가 궁금하네요.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.그 이유는 대기의 구성 성분에 있습니다. 지구의 경우와 달리 화성의 대기에는 산화철(붉은 빛의 먼지) 먼지가 다량 함유되어있습니다. 그래서 지구와 달리 화성의 낮에는 태양 빛 중 붉은 빛 색이 푸른 빛 보다 산란이 훨씬 많이 산란되어 하늘의 빛이 붉게 보이는 것입니다.그리고 노을이 질 때에는, 태양이 두꺼운 화성 대기층을 뚫고 대기에 도달하게 되는데, 붉은 빛은 대기 중 산화철에 의해 대부분이 산란되어 대기에 도달하지 못하고, 푸른빛만 도달하게 되어 푸른 노을빛을 볼 수 있는 것이죠.
생물·생명
Q. 가상현실의 발전이 어디까지 이뤄질지 궁급합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.AR, VR 등 은 가상현실에 사용될 수 있으며, 영화, 게임, 체험, 교육 등에 사용될 것으로 전망됩니다. 물론 현재도 이러한 것에 사용되지만 조금 더 품질 좋은 AR, VR이 등장할 것으로 봅니다. 또한, 이러한 가상현실은 실제 공간에 담을 수 없는 많은것들을 구현할 수 있으며, 다양한 정보도 담을 수 있습니다. 가령 특정 제품 예를 들어 신발이 있다고 생각해보죠. 이러한 신발은 단순히 신발이라는 정보와 브랜드, 사이즈, 편안함 정도의 정보만 파악할 수 있습니다. 하지만 AR, VR기술로 신발의 제작 과정, 사용 용도 등 다양한 정보등을 볼 수도 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 암흑물질이 있다고 생각한 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.아직 암흑물질이 어떤 입자로 이루어져 있는지 밝히진 못하였습니다. 하지만, 암흑물질의 존재를 가정하게 되면 기존 이론으로 설명하지 못한 현상들을 설명할 수 있습니다. 암흑물질이란 질량을 가지고 있어 중력에 의한 상호작용(힘을 받거나 행할 수 있음)은 가능합니다. 하지만, 전자기력과 상호작용하지 않는 물질입니다. 즉, 전자기력과 상호작용하지 않는다는 것은 전기적 중성이며 빛과 상호작용하지 않는다는 의미이고 눈으로 보이지 않는다는 의미입니다.하지만 중력과 상호작용하기 때문에 증거가 되는 현상들이 있습니다. 그 현상들로는 은하 내의 은하 중심으로부터 거리에 따른 행성과 별의 공전 속도 그래프, 중력 렌즈 효과, 총알 은하단 등이 있습니다.현재는 기존 이론으로 설명하지 못한 현상에 대해 암흑물질을 도입해 설명하고 있으며, 암흑물질이 어떠한 입자로 구성되어있는지 많은 이론들이 존재하지만, 암흑물질의 입자를 발견하진 못하였습니다. 이를 발견하기 위해 우리나라를 포함해 세계적으로 연구가 지속되고 있습니다.
화학
Q. 이산화탄소가 대기중에 어떤 작용을 하는지 궁금해요.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.이산화탄소는 온실기체 중 하나입니다.온실효과로 지구의 온도가 높아지는 이유는 지구에서 우주로 열을 방출해야하는데 온실효과로 인해 방출율이 줄어듭니다. 즉, 온실기체가 우주로 방출되어야하는 열 에너지를 잘 흡수하여 대기의 온도를 높이기 때문이죠.또한 이산화탄소는 식물의 광합성에 필수적인 성분입니다. 식물의 광합성은 식물의 생장하는데 있어 필요한 에너지를 생성하기 때문에 이산화탄소가 필수적입니다.