안녕하세요 김두환 전문가입니다.
Q. 백색왜성이 별의가장 마지막단계인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.별의 질량, 크기에 따라 최종적으로 백색 왜성, 중성자별, 블랙홀 등이 될 수 있습니다. 꼭 백색왜성이 마지막 단계는 아닙니다.중성자별이나 블랙홀로 되는 과정은 다음과 같습니다. 별은 핵융합 과정을 통해 빛과 에너지를 발합니다. 별이 핵융합 반응을 더 이상 할 수 없게 되면 온도가 서서히 떨어지며 자체적인 중력에 수축을 시작합니다. 그리고 수축하면서 마찰에 의해 열이 올라 더 무거운 원자들이 핵 융합 반응을 하게 되죠. 즉, 남은 에너지를 사용하는 것입니다. 그리고 핵 융합에 의해 다시 뜨거워진 별은 다시 팽창합니다. 그래서 백색 거성, 적색 거성 등등의 거성이 되는 것이죠. 이러한 거성의 핵융합 반응이 끝나면 또다시 내부에는 무거운 원자들이 남게 되면서 식게 되고 중력에 의한 수축이 일어납니다. 그리고 수축에 의해 다시 뜨거워지죠. 그런데, 이 때는 무거운 원소들만 남아 핵융합 과정이 잘 일어나지 않기 때문에 더욱 빠르고 강한 수축으로 온도가 급격히 올라갑니다. 그리고 온도가 어느정도 오르게 되면 남아 있는 무거운 원자들의 핵융합 반응이 빠르게 일어납니다. 이 때 발생한 열에너지로 원자핵을 제외한 물질이 별을 떠나 날아가게 되는데, 이러한 폭발을 초신성 폭발이라고합니다. 그리고 초신성 폭발 후 남은 원자핵은 질량에 따라 중성자별이 되거나 블랙홀이 될 수 있습니다. 즉, 중성자별이나 블랙홀 또한 별의 마지막이 될 수 있습니다. 백색왜성의 경우 적색 거성 후의 단계로 적색 거성 단계를 지나며 별에 존재하는 대기, 기체가 우주로 날아간 경우에 생겨날 수 있습니다. 대기를 날려보낸 후 핵만남게 되는데, 이 핵은 산소나 탄소와 같은 것들이 남아 백색을 띠며 백색 왜성이 될 수 있습니다. 이 때에는 백색왜성이 별의 마지막 단계가 될 수 있죠.
Q. 빅뱅우주론에대해서 질문있습니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.빅뱅이론은 우주의 탄생을 설명할 수 있는 이론들 중 가장 유력한 이론입니다. 하지만 빅뱅 이론이 정확하게 맞는 이론이라고 쳐도 우리는 빅뱅 이전의 세상에 대해 알 수 없습니다. 왜냐하면 현재로썬 빅뱅 이전의 현상에 대해 어떠한 관측을 할 수 없으며, 어떤 이유로 빅뱅이 일어났는지는 알 수 없기 때문입니다. 또한 빅뱅 이전은 우리 우주 밖의 일이라고 할 수 있습니다. 우리 우주에 대해서 아직 전부를 파악한 것이아니고, 우리는 우주의 전 부분을 관측할 수 있는 것도 아니기 때문입니다. 그래서 빅뱅이전은 모두의 궁금증이긴 하지만 현재로썬 답을 알 방법이 없는게 아쉬운 점입니다.
Q. 블랙홀에 대한 궁금증입니다..
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.1)네, 우주가 팽창하는 정도는 블랙홀의 밀도를 작게만들 수 없습니다. 우주를 팽창하게하는 암흑에너지는 공간을 팽창시키지만 우리가 살고 있는 지구 크기에서는 굉장히 작게 나타나며, 블랙홀이나 원자내 전기력에 비하면 무시할 수 있을 정도라고 볼 수 있습니다.2) 빅뱅이 어떻게 일어난지는 누구도알 수 없습니다. 빅뱅이론에 따르면, 우주 초기에는 질량이 아닌 에너지 형태로 존재하였으며, 우주가 급팽창하게되면서 서서히 질량을 갖는 물질이 생겨나게 되었습니다. 그리고 이 때 질량이 생겨나 블랙홀이 만들어질 수 있습니다. 이 블랙홀의 중력이나 물질들의 중력보다 팽창하는 정도가 컸기 때문에 현재까지 팽창을 이어가고 있습니다.
Q. 질량을 가진 모든 물체는, 빛의 속도에 도달할수없는데요.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.질량과 에너지가 서로 전환될 수 있는건 맞습니다. 하지만 이러한 것은 산란과정, 전이과정에서 발생하는 말입니다. 예를들어서 전자(-)와 양전자(+) (양전자는 전자의 반입자)가 만나 2개의 광자(빛)이 되는 과정에서 질량이 있는 두 물질(전자와 양전자)이 사라지면서 빛이 되는 경우가 존재합니다. 이러한 경우에는 질량이 있는 물질이 질량이 없는 물질이 되면서 에너지로 전환될 수 있습니다. 물질간에 상호작용 전후에 질량을 비교하여 E=mc^2을 통해 에너지가 전환되는 정도를 계산할 수 있는 것이죠. 빛 자체의 에너지가 갑자기 질량으로 변하여 빛이 질량이 가지는 것은 아닙니다. 다른 물질과 충돌하거나하여 다른 입자로 전환되었을 때 변화된 질량을 통해 에너지를 계산하는 것입니다.
Q. 누수와 관련된, 지구과학 용어인 공극이 무슨 뜻인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.공극이란 비어있는 공간을 뜻합니다. 토양 및 지각의 지하 부분에서 비어있는 공간이 있는데 이러한 부분을 공극이라고 하죠.