안녕하세요 김두환 전문가입니다.
화학
Q. 수소폭탄 원자폭탄 핵폭탄의 차이점은 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.원자폭탄은 흔히 핵폭탄이라 부르며 핵분열 반응을 원리로 제작되었습니다.수소폭탄은 핵분열 반응과 핵융합 반응을 원리로 제작되었습니다.핵분열은 불안정한 원자(우라늄-235과 같은)에 중성자를 충돌시켜 불안정한 원자가 다른 원자로 변하며 결손되는 질량이 발생하는데, 이 결손된 질량이 에너지로 전환됨에 따라 에너지를 얻어지는 것입니다. 불안정한 원자에 중성자를 충돌 시킴으로써 붕괴를 시키는데, 이 반응이 연쇄적으로 일어나 많은 양에 에너지를 얻을 수 있습니다. 또한 연쇄 반응이 끝나면 에너지는 더 이상 나오지 않기 때문에 불안정한 원자(우라늄-235과 같은)가 원료로 필요합니다.수소폭탄의 경우 핵분열로 고온, 고밀도의 상태를 만들어 핵융합이 가능한 환경을 만들어냅니다. 그리고 핵융합을 통해 폭발적인 에너지를 방출하게끔 만들죠.핵융합 반응은 원자(원자핵) 2개가 더 큰 원자(원자핵)이 되는 반응입니다. 이 과정에서 반응전 원자(원자핵) 2개의 질량을 더하면 반응 후 원자(원자핵) 질량보다 큰 것을 알 수 있는데, 반응 과정에서 질량 손실이 에너지(빛, 열)로 변한 것이죠. 이를 핵융합반응이라고합니다. 이 때 손실된 질량이 에너지로 변하는 과정은 E=mc^2을 통해 계산을 해낼 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 행성이 매우 작아도 평평하게 느껴지나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.네, 100km라도 평평하게 느낄 수 있습니다. 사람의 크기는 커도 2m 정도이므로 반경이 100m정도 되어도 평평하다 느낄 수 있습니다. 물론 이보다 반경이 작을수록 휘어진 정도는 확연히 눈에들어오기 때문에 평평하다 느끼지 않게됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주는 가속 팽창(허블 르메트르 법칙)하는데 안드로메다 은하가 가까워지고 있다는 건 뭔가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.은하는 하나의 거대한 질량체(별, 행성, 소행성 등)들의 집합입니다. 은하는 움직이고 있을 수 있으며, 다른 은하가 있는 곳으로 운동하고 있을 수 있고, 반대로 멀어질수도 있는 것입니다. 그래서 은하간 충돌도 일어나죠.은하는 우주의 어떤 특정지점에 고정되어 우주가 팽창하는데로 흘러가는것이아닙니다. 은하 또한 운동량을 가지고 있어 우주를 떠돌고 있는 것이고, 우주의 공간은 따로 팽창하고 있는 것입니다. 이러한 팽창은 은하와 은하간의 거리를 멀게 할 수 있지만, 만약 은하의 운동이 다른 은하로 향한다면 두 은하는 가까워지는 것이죠. 그래서 은하간의 충돌도 일어납니다.안드로메다은하와 우리은하 사이에 간격이 좁아지는 것은 은하 각각이 운동하고 있기 때문이죠.
지구과학·천문우주
Q. 태양 흑점은 어떤 이유로 생겨나나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.태양의 표면을 광구라고 하는데, 광구의 온도는 대략 6000도 이지만 이보다 낮은 온도인 4000도의 영역을 흑점이라고 합니다.흑점은 태양의 활동이 활발해지면서 많이 나타납니다. 태양 표면인 광구는 쌀알무늬를 띱니다. 그런데 태양 활동으로 인해 온도가 높아지는 부분과 낮아지는 부분이 극명해지면서 흑점이 나타납니다. 흑점은 태양의 표면 온도인 6000도 보다 작은 4000도 정도가 됩니다. 주변보다 상대적으로 온도가 낮기 때문에 어둡게 보이는 것이죠.
지구과학·천문우주
Q. 우주가 팽창한다는 가설이 우세하지만 혹시 팽창하지 않는다는 증거는 없을까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.네, 현재까지 관측 결과들을 조합하면 현재 우주가 팽창하고 있다는 해석이 대부분의 관측 결과를 잘 설명해줍니다. 하지만, 팽창하지 않고 정적이라는 주장을 하는 연구자들도 있습니다. 이들의 이론은 보편적으로 잘 알려진 이론들과는 다른 이론으로 주장을 뒷받침하고 있죠. 그리고 그 이론으로 우주의 관측결과를 설명하고 있습니다.