안녕하세요 김두환 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 화학 용어 중에 이온화는 무슨 뜻인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.이온화라는 것은 원자가 전기적 극성(+, -)을 갖게되는 것을 의미합니다.예를 들어서 수소원자에는 원자핵(+)과 전자(-)가 존재하는데, 전자 1개 -1음극이 있으며, 원자핵은 +1양극을 띠고 있습니다. 수소원자 전체적인 전하는 +1-1= 0으로 H 중성을 띱니다. 그런데, 전자를 잃게 될 경우 원자핵(+)만 남게되어 H+가 되죠. 이렇게 되는 것을 이온화라고 합니다.만약 수소 H에 전자를 하나 첨가할 경우에는 H-가 되어 이온화가 되는 것이죠.
생물·생명
Q. 초식동물이 단백질과같은 영양섭취를 어떻게하는지 궁금합니다
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.초식 동물은 풀을 섭취함으로써 영양소를 채울 수 있습니다. 풀에도 단백질이 함유되어있죠. 또한, 간혹가다 초식동물도 가끔씩은 육식을 하는 종도 존재합니다. 부족한 영양소를 채우기 위해서 육식을 하기도 하죠.
지구과학·천문우주
Q. 지구 자전이 2배 느려져 낮이 24시간 밤도 24시간이 된다면?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.낮과 밤의 길이가 늘어날 뿐이며 수명에는 아주 큰 영향을 미치진 않을 것입니다. 그리고 밤과 낮의 활동시간이 변하며 수면의 패턴도 변할 수 있습니다. 이러한 변화는 있지만 지구에서의 시간의 흐름의 변화나 인간 수명의 변화는 생기지 않을 듯 합니다. 물론 시간이 지나면서 변화된 환경에 적응하고 진화하며 수명이 변할지는 의문이드네요.
전기·전자
Q. 고려대에서 초전도체를 개발했다는데 초전도체가 무언지 궁금합니다?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.상온 초전도체의 경우 굉장히 혁신적인 기술이 됩니다.초전도체는 특정 온도이하로 떨어지게 되면 전기저항이 0이 되며, 저항에 의한 열이 없어 전력 손실이 최소화 됩니다. 또한, 자기장의 차단하는 특징(마이스너 효과)이 있어 자석을 가져다 대면 자석이 뜨게 됩니다.즉, 특정 온도가 극저온의 환경일 수도 있고, 상온일수도 있습니다. 현재 이슈되는 초전도체는 상온에서 초전도현상을 유지했다는 연구결과입니다. 이는 아직 신중히 검토중이며 오류일지, 아니면 정말 구현이 가능한지는 기다리고 지켜봐야할듯합니다.과학계에서는 상온에서 초전도체를 만들어내기를 바라는 마음으로 연구를 하고 있습니다.만약 상온에서 초전도체를 만들어내게 되면 전력손실이 0에 가깝기때문에 굉장한 효율을 낼 수 있습니다. 이는 엄청난 혁명이라고 볼 수 있죠. 전기세가 대폭 감소할 수 있죠. 또한, 전기적 흐름에서 생기는 발열을 없앨 수 있습니다. 그래서 초전도체를 연구하시는 분들은 상온에서 초전도 현상을 볼 수 있는 물질을 찾고자 끈임없이 연구를 하고 있죠.
지구과학·천문우주
Q. 우주에 있는 행성마다 시간이 다르게 가는 이유가 궁금합니다~
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.태양 주위를 도는 행성마다 공전주기가 다르고, 자전주기가 다르기 때문에 하루의 시간이나 1년의 시간이 다릅니다.또한, 일반 상대성 이론에 따르면 중력이 큰 곳에서의 시간은 느리게 흐르며, 상대적으로 중력이 작은곳에서의 시간은 빠르게 흐릅니다. 이를 고려하면 행성마다 중력의 크기가 다르기 때문에 시간이 조금씩은 다르게 흐른다는 것을 알 수 있습니다.
전기·전자
Q. 인간의 몸은 직류, 교류 모두 통하나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.네, 사람의 몸의 저항은 보통 5000옴(저항단위)으로 알려져있지만 신체 조건에 따라 수백옴에서 수천옴 정도가됩니다.저항이 굉장히 크기 때문에 전류가 거의 흐르진 않지만, 강한 전압을 가해주면 전류가 흐를 수 있는 몸입니다. 그래서 감전사고가 발생하는 것이죠. 수분이 없다고 해도 강한 전압을 가해주면 전류가 흘러 탈 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 어느 정도 크기의 소행성이 지구 멸망을 야기할 수 있나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.300km~500km 정도의 소행성이 떨어지면 지구의 생명체가 멸종할 수 있다고합니다. 또한, 작은 소행성이라도 빠르게 충돌하게 되면 지구의 생명체가 멸종할 수 있다고 예견합니다.예전부터 봐온 유명한 영상이 있는데 링크하나 남겨두겠습니다. 이미 봤을 수도 있는 영상이긴 하지만 참고하시는데 도움이 되셨으면 좋겠습니다. 500km의 소행성이 떨어질 때의 시뮬레이션이라고 하니 참고하시면 좋을 듯 하네요.https://youtu.be/bU1QPtOZQZU
지구과학·천문우주
Q. 지구가 자전하지 않아도 시간은 흘러가나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.네, 지구가 자전을 멈추어도 시간은 흐릅니다. 거의 동일하게 나이도 먹고 늙게되죠.또한, 아침, 저녁도 존재합니다. 자전이 멈춘다고해서 공전까지 멈춘것은 아니기 때문에 자전이 멈춘 상태에서 회전하며 12개월중 6개월은 해가 떠있는 낮으로, 6개월은 해가 져있는 밤이 되죠. 이는 1년 같은 하루가 아닌 1년이 하루인 지구가 될 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양이 자전을 안하면 어떻게 되나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.현재 태양이 자전하고 있습니다.언뜻 보면 태양의 자전이 멈춘다고 다른 행성에 어떤 영향을 미치지 않을것 같지만 실제로는 영향이 있습니다.태양의 자전은 태양의 자체 자기장 형성에 영향이 있습니다. 자전이 멈춤으로써 자기장의 변화가 생겨 자기장이 약해질 수 있습니다. 기존에 태양에서 나오는 방사선은 태양의 자체 자기장에 의해 어느정도 막아주는 역할을 했습니다. 하지만 자기장이 약해짐으로써 방출되는 태양풍, 방사선의 양이 급증하게 되죠. 이러한 태양풍, 방사선이 다른 행성의 생명체나 물질의 상태를 변화시킬 수 있습니다. 그리고 자전은 각운동량(회전운동량)이라고 생각하시면 됩니다. 이러한 각운동량은 우주 전체적으로 보존되는 양입니다. 자전이 멈추는 요인은 우리의 설정이지만, 사실 갑자기 멈추거나 할 수 없으며 다른 회전량이 증가하거나 감소할 경우 자전이 멈출 수 있습니다. 즉, 예를 들어 수성의 공전 궤도 방향은 태양의 자전 궤도 방향과 동일한데, 수성의 공전 궤도를 도는 속력이 빨라지면서 동시에 태양의 자전이 멈추는 경우는 물리적으로 가능합니다. 총 각운동량(회전 운동량)이 보존되기 때문이죠. 태양의 자전이 멈춤으로써 동시에 어떤 행성의 궤도 운동이 빨라졌다면, 기존의 궤도를 벗어나 더 큰 반경으로 공전할 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 천둥번개는 어떤 원리로 생기는건가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.구름에는 전자(-)가 분포하는데, 전자가 많아지면 땅과 구름사이에 전압이 높아져 공기를 타고 전자가 이동(전류 발생)할 수 있습니다. 두꺼운 구름이 형성 됐을 때 그 안에 분포하는 물과 수증기의 음전하가 강해지면서 높은 전압을 형성해 공기를 방전시키게 됩니다.이 때 전자가 지면으로 이동하면서 공기중에 있는 원자, 분자와 충돌하게 되며 빛이 발생하고 주변 공기를 압축시키거나 수축시켜 진동을 일으키며 천둥소리가 나는 것이죠.사전적으로 천둥이 번개를 내포하고 있습니다. 번개는 단순히 빛의 번쩍임 입니다. 소리가 없습니다. 천둥은 빛의 번쩍임과 소리를 둘 다 한번에 의미합니다.