안녕하세요. 김철승 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주는 계속 팽창한다고 하는데, 그러면 없던 공간을 확장해나가는 것인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.우주의 팽창은 공간 자체가늘어나는 것을 의미합니다이 현상은 암흑 에너지로 인해가속화되고 있는 것으로추정됩니다우주의 모든 은하들이 서로로부터멀어지는 것처럼 보이는데이것은 은하들이 이동하는 것보다는사이의 공간이 늘어나기 때문입니다이러한 팽창은 빅뱅 이후에 시작되어지속적으로 진행되고 있으며우주가 팽창하면서 새로운 공간을만들어내고 있지는 않습니다오히려 이미 존재하는 공간이늘어나고 있는 것으로 이해되며이 늘어난 공간은 물리적인 경계를넘어서는 것이 아닙니다우주 팽창의 개념은 우리의 직관적인이해를 뛰어넘는 복잡한 물리학으로일반상대성이론과 관측 자료를 바탕으로설명할 수 있습니다따라서 우주는 현재 관측할 수 있는범위 밖으로도 계속해서 늘어나고 있으며이는 대부분의 천체물리학자들이인정하고 있는 현상입니다답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을부탁드립니다
지구과학·천문우주
Q. 물속에서 수면 위로 올라올때 듣는 소리가 복제되는건 왜 그런건가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.소리는 진동하는 기계적 파동으로물속과 공기 중을 포함한 다양한 매체를통해 전달됩니다물속에서는 공기보다 더 높은 밀도로 인해소리가 더 빠르게 전달되며 이는 물 분자들이어떤 진동을 더 효과적으로 전달하기 때문입니다폭발음 같은 소리는 크게 지면을 진동시켜음파가 물 속으로도 전달됩니다물속에 있는 사람은 이 진동을 체감하고소리 파동 형태로 경험합니다물 위로 올라오면 이제 소리는 공기를 통해전달되는데 공기 중에서의 소리는 물속과다르게 전달됩니다지면의 폭발음은 공기를 통해 직접 전달되며물에서 나온 뒤에도 이 소리를 들을 수 있습니다물과 공기는 서로 다른 전파 속도와반사 및 흡수 특성을 가지므로 같은 소리를이 두 곳 모두에서 듣게 됩니다따라서 지면 위의 폭발음은 물속과 지상에서다른 형태로 경험될 수 있으며 이는 물리학 원리에따라 설명됩니다답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을부탁드립니다
기계공학
Q. 인공 다이아몬드의 원료는 흑연이 아닌가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.인공 다이아몬드를 만드는 데 사용되는원료는 주로 소량의 천연 다이아몬드를 포함한 흑연입니다이 흑연이 고온과 고압의 환경에서 다이아몬드로변환되는 과정을 거치게 됩니다합성 다이아몬드 제조 방법 중 하나인 고압 고온법(HPHT)은흑연을 압축하고 적절한 촉매재를 사용하여 다이아몬드를 형성하게 합니다또 다른 방법은 화학기상증착(CVD) 기술로 흑연물질을 가스 상태로바꾸고 이를 높은 온도에서 플라즈마로 분해하여 다이아몬드를 합성합니다CVD 다이아몬드는 주로 탄소를 함유하는 가스로부터합성되며 탄소 원자가 점차적으로 다이아몬드 층형태로 쌓이게 됩니다두 방법 모두 천연 다이아몬드의 구조와 동일한 결정 구조를형성하는 탄소 원자로 이루어진 다이아몬드를 생성합니다인공 다이아몬드는 천연 다이아몬드와 화학적으로 동일하며최근에는 쥬얼리부터 산업적 응용까지 다양한 분야에 사용됩니다답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
화학
Q. 왜 과자는 개봉 후에 눅눅해지나요??
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.과자는 대기 중의 습기를흡수하기 쉽습니다개봉 후 공기에 노출되면습기가 많은 환경에서는특히 빠르게 습기를 끌어당깁니다과자가 습기를 흡수하면원래의 바삭바삭한 질감이눅눅하게 변하게 됩니다이러한 현상은 산화와는다소 다른데 산화는 공기 중의 산소와반응하여 변화하는 것을 말합니다반면에 습기 흡수는 단지 물분자가과자 표면이나 내부에 존재하는바삭한 성분들 사이로 침투하여질감을 변화시키는 것입니다따라서 과자가 눅눅해지는 것은주변 환경의 습도로 인한 수분 흡수에기인하는 것으로 상태가 나빠지는 것은아니지만 식감이 나빠질 수 있습니다과자의 바삭한 질감을 유지하고 싶다면밀폐 용기나 지퍼백에 보관하는 것이좋습니다답변이 마음에 드신다면좋아요와 추천을 부탁드립니다
전기·전자
Q. NFC스티커 버스단말기와 접촉시 고장나나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.NFC 스티커가 고장나는 것은 흔한 일이 아닙니다NFC 기술은 대단히낮은 전력을 사용하고전자기 유도를 통하여작동합니다버스 단말기와 같은리더기는 NFC 태그에불필요하게 높은 전류를공급하지 않습니다따라서 표준 사용 환경에서NFC 스티커가 과전류로 인해손상될 가능성은 매우 낮습니다물리적 손상 불량 자재또는 제조 결함 등이고장의 더 흔한 원인일수 있습니다제대로된 진단을 위해서는NFC 스티커를 전문가에게검사받는 것이 좋습니다답변이 마음에 드신다면좋아요와 추천을 부탁드립니다
화학
Q. 삼원계 배터리는 기존의 배터리 대비 어떤 장단점이 있나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.삼원계 배터리는 니켈코발트 망간을 음극 재료로사용합니다 이 구성 덕분에 높은 에너지밀도를 달성할 수 있어전기차 등에서 더 긴 주행 거리를제공합니다 더불어 삼원계 배터리는고속 충전 성능이 우수하다는장점도 있습니다 하지만 이러한 배터리는코발트와 같은 귀중한 금속을사용함으로써 비용이 상대적으로높아질 수 있습니다 높은 에너지 밀도로 인한열 관리에도 더 많은 주의가필요합니다 안전성 면에서도 특별히 설계된보호 회로나 관리 시스템 없이는화재 또는 폭발의 위험이늘어날 수 있습니다 기존 배터리 대비 삼원계배터리는 에너지 밀도와충전 속도에서의 장점과비용 및 안전성 측면에서의 도전을 안고 있습니다 답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
지구과학·천문우주
Q. 지구의 가장 안쪽엔 결국 뭐가있는건가요 ?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.중력은 물질이 가지고 있는 내재된 속성이며 대량의 물질이 모여있는지점에서 가장 강렬하게 나타납니다. 이것은 뉴턴의 만유인력의 법칙에따라 모든 질량을 가진 물체는 서로를 향해 힘을 끌어당기는데 이 힘이바로 중력입니다. 행성이나 별들은 원래 우주의 가스와 먼지 구름에서 시작되었습니다.이들 물질은 자체의 중력으로 인해 서로 끌어당겨 지속적으로집결되었고 시간이 지남에 따라 밀도가 높은 구를 형성했습니다.이 과정에서 물질들이 뭉치면서 중력은 점점 더 강해져결국 충분히 큰 질량을 가진 행성이나 별들이 생겨났습니다. 지구 내부의 중심에서 중력이 '생기는' 것이 아니라 지구를 구성하는모든 질량이 공간의 모든 방향으로 중력을 발생시키는 것입니다. 그렇기 때문에 지구의 중심으로 갈수록 중력의 방향이 중심점을향해 모이게 되어 내부의 모든 물질이 서로를 향해 집중된 중력을느끼게 됩니다.중력은 신비로운 힘으로 여겨질 수 있지만 현대 물리학은 이를거대한 질량을 갖는 물체들이 주변 공간-시간 구조를 왜곡하여발생하는 현상으로 설명합니다. 이는 아인슈타인의 일반상대성이론에근거하고 있으며 물질의 질량에 비례하여 중력이 발생한다는 것을 논리적으로 설명해 줍니다.따라서 중력은 우연히 생겨난 것이 아니며 우주에서의 질량 분포와직접적으로 관련이 있습니다. 우주가 탄생한 이래로 물리적 법칙에따라 물질들이 모여 행성과 별들을 형성하며 오늘날 우리가 알고 있는우주 구조가 만들어졌습니다. 답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주에서 2.7K보다 온도가 더 낮은 공간이 존재하나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.우주배경복사는 빅뱅 이후 우주전역에 남아있는 열적 유산입니다.이 복사는 우주 전역에 매우 고르게분포하고 있는 것으로 알려져 있으며 매우 작은 온도 변동을 제외하면 거의 균일한 온도 분포를 갖습니다.우주배경복사의 온도가 약 2.7K라는 것은 평균 온도를 의미하며 이는 흑체복사 스펙트럼과 매우 잘 일치합니다. 그럼에도 불구하고 전체 우주의 모든 점에서 정확히 동일한 온도가 관측되는 것은 아닙니다.상대적으로 균일하긴 하지만 우주 전역에는 미세한 온도 차이가 분명히 존재합니다. 이를 통해 과학자들은 우주의 초기 조건과 대규모 구조에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.절대 영도 즉 절대 0도에 해당하는 온도의 공간이 존재할 가능성은 매우 낮습니다. 양자역학의 법칙에 따르면 절대 영도에 이르는 것은 불가능하다고 여겨집니다.특히 우주배경복사가 존재하는 한 우주 어디를 가도 배경 복사의 영향으로 절대 0도에 도달하는 것은 물리적으로 실현될 수 없습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 자연에서의 화학 결합은 삼중결합이 최대인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.플루오린은 다른 원자와 결합할 때 보통단일 결합을 형성하고 산소는 이중 결합 질소는 삼중결합을 형성하는 경향이 있습니다이는 각각의 원소가 갖는 전자와 전자를 공유하는 방식에 의한 것입니다탄소 원자는 네 개의 가용 전자를 가지고 있어 다른 원자와 네 개의 결합을 형성할수 있는 능력이 있으나 사중결합은 매우 드문 현상입니다사중결합을 형성하기 위해서는네 개의 전자쌍이 공유되어야 이는 엄청난 양의 에너지를 필요로 하며 매우 불안정합니다결합의 개수가 증가함에 따라 각 결합에 포함된 전자들 사이의 반발력이 증가하여 만들어지는 결합이 더 약해지게 됩니다이러한 이유로 탄소 사이에는 보통 단일 이중또는 삼중결합만이 현실적으로 가능하며 사중결합은 매우 이례적인 경우에만 관찰됩니다학계에서는 몇몇 특별한 화합물에서만 사중결합이 관찰되었으며 이러한결합은 고정된 형태로 존재하기보다는 매우 불안정하고 특별한 조건 하에서만 잠시 생성될수 있습니다대부분의 화학적 환경에서 탄소 원자는 네 개의결합을 형성할 때 세 개의 다른 원자와 결합하게 되어 사중결합을 형성하는 대신 두 개의 이중결합또는 하나의 이중결합과 두개의 단일결합을 형성합니다탄소 사이에 사중결합을 형성하는 것은 현실적이지 않으며 이론적으로나 실험실 환경에서 매우 제한된 조건하에서만가능할 것입니다답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 핵융합을 이용하면 연금술사들이 실패했던 금만들기에 성공할 수 있나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.과거 연금술사들은 서로 다른 물질을 혼합하고 가열하는 등의 방법으로 금을 만들어내려 했으나 실패하였습니다이들은 금이 원소라는 사실을 몰랐고 복잡한 실험에도 불구하고 금의 생성은 불가능했습니다금 원자는 원자 번호가 79로서 79개의 양성자와 특정 수의 중성자로 이루어져 있습니다원자를 다른 원자로 변환하는 것은 원자핵 반응을 통해 이론적으로 가능합니다이는 핵융합이나 핵분열 과정을 통해발생할 수 있는데 기본적으로 가벼운원소를 융합시켜 무거운 원소로 만들거나 무거운 원소를 분할해 가벼운 원소로 만드는 방식입니다이 과정은 어떠한 원소의 원자핵 내부에 양성자를 추가하거나 제거하여 새로운원소로 변환시키는 것을 포함합니다금을 합성하기 위해서는 무거운 원소에 중성자를 포획시킨 후 여러 번의베타 붕괴를 통해 원자 번호를 증가시켜야 하는데 이 과정은극도로 비효율적이고 경제적 가치가 없습니다현재 기술로는 막대한 비용과 에너지를 소모함에도 불구하고 실용적인 방법으로 금을 만드는 것은 거의 불가능합니다원자핵 반응을 통해 금을 만드는 과정은 복잡하고 현재의 기술로는 효과적이지 못하기때문에 연금술사들의 꿈은 현대에도 여전히 이루어지지 않고 있습니다답변이 마음에 드신다면 좋아요와추천을 부탁드립니다.