Q. 구름색깔이 하얀구름과 어두운 구름이 무엇때문이 차이가 나는지 궁금해요
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.구름은 수증기와 물 분자로 이루어져 있습니다. 또한 물 분자의 크기가 다양한 크기로 존재하고 있습니다. 이렇게 다양한 크기의 입자가 존재하면 특정 파장의 빛만 산란 (여기서 산란이란 쉽게 생각해 빛의 경로가 바뀐다고 생각하시면 됩니다.) 되지 않고 모든 파장 영역대의 빛이 산란할 수 있습니다. 빨간색 빛, 노란색 빛, 초록색 빛, 파란색 빛 등 모든 빛이 구름내에 존재하는 물 분자로부터 산란이 가능하죠. 모든 색의 빛이 산란되고 빛의 합성으로 인해 하얀색 빛으로 우리눈에 들어오게 되어 구름이 하얗게 보입니다. 먹구름은 비가 내릴 수 있는 구름이고, 일반구름과 달리 수증기, 물의 함량이 높고 물방울의 크기가 큽니다(비내리기 직전, 비가 내리고 있는 상황). 그래서 빛이 먹구름 내에 물방울에 산란하지 못하고 흡수되어 어둡게 보이게 됩니다.
Q. 영화 오펜하이머를 보면서 궁금한게 있습니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.그 당시에는 양자역학이 만들어지며 완성되지 않은 시기 였습니다. 또한, 양자역학만으로는 원자핵 반응을 기술하는데 한계가 존재합니다. 그래서 계산의 착오가 있었던 것으로 예상됩니다. 우라늄이나 플루토늄과 같은 원자핵 반응에서 나온 중성자가 대기에 존재하는 질소, 수소, 산소 등의 원자핵에도 충돌하여 핵반응이 일어날 것으로 예상했기 때문이죠. 혹은 원자폭탄에서 발생하는 에너지(열)가 주변 공기를 이온화시켜 플라즈마 상태로 만들며, 전 세계에 퍼져있는 공기가 전부 이온화 될것으로 생각했기 때문입니다. 하지만 실제로는 대기에 존재하는 원자핵은 굉장히 안정적이기 때문에 핵분열 반응이 일어나지 않아 대기가 전부 불타진 않으며 지구 내의 대기를 전부 이온화 시킬정도의 폭발 에너지는 아니었습니다. 영화에서 차량에 탑승한 파인만이 등장하는데, 파인만은 양자 전기 역학(QED)을 발전시키고 양자장론(특수상대론을 적용한 양자역학)이 등장하면서 더욱 정확한 계산을 할 수 있게 됩니다.