안녕하세요. 김철승 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 선박은 어떤 원리로 길이없는 바다를 항해하는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.하늘과 바다는 도로가 없는 광활한 공간입니다. 그런데 길 없는 바다에서 배들은 어떻게 목적지까지 도착할 수 있을까요?과거에는 나침반과 항성 관측을 통해 항해했습니다. 나침반은 지구의 자기장을 감지하여 남북 방향을 알려주며, 항성 관측은 별의 위치를 통해 현재 위치를 계산하는 데 사용되었습니다.지도와 해도는 바다의 지형, 수심, 해안선 등을 표시하는 도구입니다. 선원들은 지도와 해도를 이용하여 목적지까지 가는 안전한 항로를 계획했습니다.오늘날에는 로런(LORAN)과 GPS(Global Positioning System)와 같은 첨단 기술을 사용합니다. 로런은 송신기에서 발신하는 전파 신호를 이용하여 위치를 계산하는 시스템이며, GPS는 위성을 통해 위치 정보를 제공합니다.선박의 조종 기술 또한 항해에 중요한 역할을 합니다. 선원들은 조타, 속도 조절, 엔진 제어 등을 통해 선박을 정확하게 조종하여 목적지까지 도달합니다.항해에는 기상 상황도 중요한 요소입니다. 선원들은 출발 전에 기상 예보를 확인하고, 파도, 바람, 안개 등의 기상 상황을 고려하여 항로를 계획합니다.항해 중에는 안전 장비 또한 중요합니다. 레이더, AIS(Automatic Identification System), VTS(Vessel Traffic Service) 등의 장비는 다른 선박과의 충돌을 방지하고 안전한 항해를 돕습니다.길 없는 바다를 항해하는 것은 쉽지 않습니다. 하지만 나침반, 지도, GPS, 선박 조종 기술, 기상 상황 고려, 안전 장비 등 다양한 기술과 노력을 통해 선박들은 안전하고 정확하게 목적지까지 도달할 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 레이더는 전자파 인가요? 아님 빛의 신호 인가요? 궁금합니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.영화에서 흔히 볼 수 있는 우주 신호 발사 장면. 과연 이 신호는 어떤 방식으로 전달될까요? 레이더와 빛 두 가지 방식의 특징과 장단점을 비교 분석하여 영화 속 묘사와 현실의 차이를 살펴보겠습니다.레이더는 전자파를 이용하여 물체의 위치 속도 방향 등을 감지하는 장비입니다. 우주 신호 발사에도 사용될 수 있으며 다음과 같은 장점을 가지고 있습니다.장거리 통신 가능 전자파는 빛보다 훨씬 먼 거리를 이동할 수 있습니다.방향 제어 용이 안테나를 이용하여 특정 방향으로 신호를 집중적으로 보낼 수 있습니다.다양한 정보 전달 펄스의 형태 주파수 변조 방식 등을 이용하여 다양한 정보를 담을 수 있습니다.레이더는 다음과 같은 단점도 가지고 있습니다.낮은 데이터 전송 속도 빛에 비해 데이터 전송 속도가 느립니다.높은 에너지 소비 강력한 신호를 발사하려면 많은 에너지가 필요합니다.복잡한 시스템 안테나 송신기 수신기 등 복잡한 시스템이 필요합니다.빛은 전자기파의 일종으로 레이더보다 훨씬 빠른 속도로 이동하며다음과 같은 장점을 가지고 있습니다.빠른 데이터 전송 속도 레이더보다 훨씬 빠른 속도로 정보를 전달할 수 있습니다.낮은 에너지 소비 빛을 이용한 통신은 레이더보다 에너지 효율적입니다.간단한 시스템 레이더에 비해 비교적 간단한 시스템으로 구축할 수 있습니다.빛은 다음과 같은 단점도 가지고 있습니다.짧은 통신 거리 빛은 전자파보다 짧은 거리를 이동합니다.방향 제어 어려움 빛을 특정 방향으로 집중시키는 것이 어렵습니다.정보 전달 제약 빛의 파장에 따라 전달 가능한 정보량이 제한됩니다.영화에서는 극적인 효과를 위해 레이더나 빛을 이용한 우주 신호 발사 장면을 과장되게 표현하는 경우가 많습니다. 실제로는 다음과 같은 현실적인 제약이 존재합니다.거리 우주는 매우 넓기 때문에 신호가 도달하는 데 오랜 시간이 걸립니다.간섭 우주 공간에는 다양한 전파 신호가 존재하여 간섭을 일으킬 수 있습니다.에너지 장거리 통신에는 많은 에너지가 필요합니다.현재 과학자들은 레이더와 빛의 장점을 결합한 새로운 우주 통신 기술을 개발하고 있습니다. 인공지능 양자 컴퓨팅 등의 기술을 접목하여 더욱 효율적이고 안정적인 우주 통신 시스템을 구축하려는 노력도 이어지고 있습니다.영화 속 우주 신호 발사 장면은 현실과 다소 차이가 존재과학기술의 발전은 점점 더 현실적인 묘사를 가능하게 만들고 있습니다. 미래에는 레이더와 빛의 장점을 결합한 새로운 우주 통신 기술이 등장하여 더욱 빠르고 정확하게 우주와 소통할 수 있을 것으로 기대됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구온난화인데 이상기온으로 춥다고 하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.지구 온난화는 지구 평균 기온이 지속적으로 상승하는 현상을 의미합니다. 이는 모든 지역이 똑같이 따뜻해진다는 것을 의미하지 않습니다. 실제로 지구 온난화 진행 과정에서 특정 지역에서는 이전보다 더 추운 겨울을 경험할 수 있습니다.지구 온난화는 북극의 기온을 더 빠르게 상승시켜 북극과 중위도 지역의 기온 차이를 줄입니다. 이는 제트 기류를 약화시키고 차가운 북극 공기가 남쪽으로 유입될 가능성을 높입니다. 이로 인해 한반도와 같은 중위도 지역에서는 예년보다 더 추운 겨울을 경험할 수 있습니다.지구 온난화는 북극 상공의 극소용돌이를 약화시킬 수 있습니다. 극소용돌이는 북극의 차가운 공기를 가두는 역할을 하는데 약화되면 차가운 공기가 남쪽으로 유입될 가능성이 높아집니다.지구 온난화로 인한 해수면 상승은 해양 순환에 영향을 미쳐겨울철 강설량 감소를 유발할 수 있습니다.기후 변화는 매우 복잡한 시스템이며 다양한 요인이 서로 영향을 미칩니다. 특정 지역에서 추운 겨울을 경험했다고 해서 지구 온난화가 일어나지 않는 것은 아닙니다.단기간의 추운 날씨는 지구 온난화의 장기적인 추세를바꾸지 않습니다. 지구 평균 기온은 지속적으로 상승하고 있으며 앞으로 더욱 극심한 기상 현상이 발생할 가능성이 높아집니다.지구 온난화는 특정 지역에서 더 추운 겨울을경험하게 하는 등 다양한 변화를 야기합니다. 지구 평균 기온은 지속적으로 상승하고 있으며 앞으로 더욱 극심한 기상 현상이 발생할 가능성이 높아집니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
화학
Q. 철의 부식과 녹은 어떤 차이가 있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.금속의 외부 방치 시 발생하는 "녹"과 "부식"은 엄밀히 말하면 차이가 있습니다.녹:정의: 철과 같은 특정 금속이 산소와 수분과 반응하여 생성되는 붉은 산화물 층입니다.특징:비교적 조밀하고 단단한 구조를 가지고 있어 내부 금속을 더 심각한 부식으로부터 일부 보호할 수 있습니다.붉은색을 띠는 경우가 많지만, 금속 종류에 따라 다양한 색상으로 나타날 수 있습니다.철의 경우에만 발생하는 용어입니다.부식:정의: 금속이 주변 환경과의 화학적 반응으로 인해 표면이 손상되고 성능이 저하되는 현상을 통칭합니다.특징:녹뿐만 아니라 다양한 형태로 나타날 수 있으며, 금속의 종류와 환경에 따라 달라집니다.녹처럼 금속을 보호하는 경우도 있지만, 대부분 금속을 약화시키고 파괴합니다.모든 금속에 발생할 수 있습니다.녹과 부식의 관계:녹은 부식의 한 형태이지만, 모든 부식이 녹인 것은 아닙니다.철의 경우 녹은 가장 일반적인 부식 형태입니다.다른 금속은 녹과 다른 형태의 부식이 발생할 수 있습니다.철: 녹슨 못, 녹슨 자동차구리: 녹청(녹슨 구리)알루미늄: 백색 부식층은: 흑변녹과 부식은 혼용되는 경우가 많지만, 정확히는 구분해야 합니다.녹은 철의 특정 부식 형태이며, 부식은 모든 금속에 발생할 수 있는 일반적인 현상입니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
생물·생명
Q. 매미의 유충은 굼벵이라는데...
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.매미는 다양한 종류가 존재하며, 각 종류마다 굼벵이 유충의 특징도 다릅니다. 일반적으로 우리가 알고 있는 굼벵이는 참매미의 유충이지만, 다른 매미 종류의 굼벵이도 다양한 특징을 가지고 있습니다.굼벵이 종류의 다양성:참매미: 땅 속에서 2~3년 동안 지내며, 몸길이는 약 5cm 정도입니다.말매미: 땅 속에서 4~5년 동안 지내며, 몸길이는 약 7cm 정도로 굼벵이 중 가장 깁니다.새알매미: 땅 속에서 2~3년 동안 지내며, 몸길이는 약 4cm 정도입니다.이죽알매미: 땅 속에서 2~3년 동안 지내며, 몸길이는 약 3cm 정도입니다.풀매미: 땅 속에서 1~2년 동안 지내며, 몸길이는 약 2cm 정도로 가장 작습니다.굼벵이 특징의 차이:먹이: 대부분의 굼벵이는 나무 뿌리를 먹지만, 일부 종류는 다른 식물 뿌리를 먹기도 합니다.땅 속에서 지내는 기간은 종류마다 다르며, 2~5년 정도입니다.몸길이는 종류마다 다르며, 2~7cm 정도입니다.대부분 흰색이나 갈색이지만, 일부 종류는 다른 색깔을 띠기도 합니다.굼벵이의 크기를 측정하여 종류를 대략적으로 추측할 수 있습니다.굼벵이의 색깔을 관찰하여 종류를 추측할 수 있습니다.굼벵이를 발견한 장소를 고려하여 종류를 추측할 수 있습니다.정확한 종류를 확인하기 위해서는 전문가의 도움을 받는 것이 가장 좋습니다.굼벵이는 땅 속에서 탈피를 하며, 탈피 후에는 껍질을 먹기도 합니다.굼벵이는 천적이 많지만, 튼튼한 턱과 발톱으로 자신을 보호합니다.굼벵이는 토양의 질을 개선하는 데 중요한 역할을 합니다.결론적으로 굼벵이는 종류에 따라 다양한 특징을 가지고 있으며, 매미 종류와 밀접하게 관련되어 있습니다. 굼벵이를 관찰함으로써 매미에 대한 이해를 높일 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.