안녕하세요 김두환 전문가입니다.
Q. 태양은 절대 초신성폭발을 안한다는데 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.태양의 경우 우주에 있는 별들에 비하면 질량이 큰 별이 아니기 때문에 초신성 폭발이 일어나지 않습니다. 초신성폭발을 한다고해서 좋은 별이다 나쁜 별이다라고 분류하는 것이 아니기 때문에 무시하는 발언도 아닙니다. 태양의 경우 적색거성을 거쳐 백색왜성까지 될 가능성이 있습니다. 초신성폭발에 대해서는 다음과 같은 메커니즘을 거칩니다.태양보다 큰 질량을 가진 별이 죽음을 맞이하며 초신성 폭발이 일어날 수 있습니다. 그리고, 별(적색거성)과 별(백색왜성)간의 상호작용으로 초신성 폭발이 일어날 수도 있다는 연구 결과가 존재합니다.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 백색거성, 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 수도 있습니다.
Q. 태풍의 회전방향은 남반구 북반구 다른 이유가 있나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.네, 이는 코리올리효과에 의해 적도를 기준으로 북반구는 반시계방향으로, 남반구는 시계방향으로 회전합니다.태양, 지구를 위에서 바라볼 때 지구는 반시계 방향으로 자전합니다. 그리고 이상황에서 우리가 적도에서 물체를 북극 방향으로 쏘았다고 상상해보죠. 지구는 반시계방향으로 자전하고 있기 때문에 지구에서 본 관찰자 입장에서는 분명 물체를 북극방향으로 쐈는데 오른쪽으로 휘어서 날아갈 것입니다. 왜냐하면 적도에서 자전속도로 인해 오른쪽으로 운동하려는 관성이 작용하기 때문이죠. 이 관성은 적도에서 자전 속력이 가장 빨라 지구의 북반구보다 강합니다. 이를 코리올리 효과라고 하며, 마치 지구 관찰자의 입장에서 힘을 받는거 처럼 느껴지기 때문에 관성력으로 분류됩니다. 그리고 북반구에서 태풍이나 배수구에서 회전 방향이 반시계 방향인지도 바로 이해가 가실겁니다. 태풍이나 배수구의 경우는 위쪽 유체는 아래쪽으로 이동하며 왼쪽으로 휘며, 아래쪽 유체는 위쪽으로 이동하며 오른쪽으로 휘기 때문이죠. 지구의 자전에 의해, 코리올리 효과에 의한 것이라고 볼 수 있죠.
Q. 태풍이 발생되는 원인은 무엇일까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.태풍은 태양 에너지를 많이 받는 적도부근의 바다에서 만들어집니다. 적도 부근에서 태양 에너지를 받아 물이 증발하여 상승하며 구름이 다수 만들어집니다. 여름이나 가을에 적도 부근에서는 이러한 구름이 거대한 저기압 시스템으로 발달하게 되는데 이를 태풍이라고합니다. 태풍은 바람의 흐름을 타 중위도, 고위도까지 올라옵니다. 올라올때 바다 위를 지나면서 오는데 바다로부터 증발한 수증기를 머금고 세력을 키우며 올라옵니다. 그래서 우리나라나 다른 나라를 강타하죠. 태풍은 육지내에서 더 이상 수증기를 공급 받지 못하기 때문에 세력이 약해지며 소멸하게 됩니다.
Q. 타임슬립처럼 시공간 초월이 가능하려면 어떤 물리학적 조건이 성립되어야 하나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.시간여행의 경우는 다른 문제입니다. 물리학에서 상대성 이론을 따르면 미래로의 시간 여행이 가능하며, 과거는 불가능합니다. 상대성 이론에 따르면 빛의 속력과 비슷한 속력으로 여행을 다녀오거나, 중력이 강한 행성을 다녀오게 되면 지구에 있는 사람들보다 시간이 느리게 흘러 마치 미래로 이동했다고 느낄 수 있습니다.하지만 이러한 일이 일어나기 위해서는 광속까지 얻는 추진력(에너지)이 필요하고, 광속에 비슷한 속력으로 이동하는 동안 외부와 충돌없이 안전하게 운행해야합니다. 그리고 중력이 강한 행성에 가기 위해서는 가는데 까지 필요한 연료와, 강한 중력을 견딜 수 있는 육체가 필요하죠. 그래서 영화에서는 쉽게 가능하지만 아직까지 현실에선 거의 불가능하죠.
Q. 습도에 따라서 체감하는 온도는 왜 다르게 느껴지나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.사람은 보통 21~26도의 온도와 40~50% 정도의 습도에서 쾌적함을 느끼게 되는데, 습도가 올라가면서 답답함과 불쾌감이 상승하기 때문입니다.같은온도에서도 습도가 높을 때가 더욱 답답하고 불쾌감이 올라가게됩니다.