안녕하세요. 김철승 전문가입니다.
토목공학
Q. 산에는 나무가 빽빽한데 왜 나머지 부분에는 그만큼 나무가 없나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.산은 평지보다 토양이 척박하고 배수가 잘 되는 경우가 많습니다.이는 나무 성장에 불리한 환경을 조성합니다.산은 평지보다 기온이 낮고 강수량이 많습니다. 이는 일부 나무 종류의 성장에제약을 가할 수 있습니다.산은 경사가 가파르기 때문에 토양 침식이 심하게 일어납니다. 이는 토양 양분 감소로 이어져 나무 성장에 영향을 미칩니다.과거부터 사람들은 농사 건설 연료 등의 목적으로 산림을 벌채했습니다. 이는 산림 면적 감소와 나무 밀도 감소로 이어졌습니다.도시화와 산업화로 인해 평지의 자연 환경은 크게 변화했습니다. 많은 숲이 개발로 인해 사라졌습니다.평지는 농사를 짓기 위해 벌채되고 경작지로 이용됩니다.이는 평지의 나무 밀도 감소로 이어집니다.모든 산에 나무가 빽빽히 자란 것은 아니며 모든 평지에 나무가 적은 것은 아닙니다. 지역에 따라 자연 환경과 인간 활동의 영향이 다르게 나타나기 때문에 나무 밀도는 지역마다다양하게 나타납니다.산과 평지의 나무 밀도 차이는 자연적 요인과 인간 활동의 복합적인 영향에 의해 발생합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 화성에 이주한다고해도 방사능은 어떻게 버틸 수 있을까요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.인간의 화성 이주 계획은 여러 기술적 윤리적 사회적 문제점을 가지고 있으며 그 중 가장 심각한 문제 중 하나는 화성의 강력한 방사선 환경입니다. 지구보다 훨씬 더 높은 수준의 방사선노출은 인간 건강에 심각한 위협이 될 수 있습니다.화성은 지구보다 훨씬 더 약한 자기장을 가지고 있어 태양과 우주 공간에서 오는 방사선으로부터 잘 보호되지 않습니다.화성 표면의 방사선 수준은 지구 표면보다 약 2.5배 높습니다.화성 대기는 지구 대기보다 훨씬 얇아 방사선 차폐 효과가 미미합니다.방사선 노출은 DNA 손상 암발병 위험 증가 백혈병 면역체계 약화 생식 능력 저하 등 다양한 건강 문제를 일으킬 수 있습니다.특히 장기간에 걸친 방사선 노출은 건강에 더욱 심각한 영향을 미칩니다.인간의 화성 이주를 위해서는강력한 방사선 차폐 기술 개발이 필수적입니다.다음과 같은 다양한 방사선 차폐 기술들이 연구되고 있습니다.우주선 및 거주 공간의 벽체를 두껍게 만들어 물 납 폴리에틸렌 등 방사선 차폐 효과가 높은 물질을 사용하는 방법과방사선 차폐 능력을 가진 특수 복장 개발 및방사선 차폐 기술 외에도 생물학적 방호 기술 개발도 중요합니다.방사선 노출로 인한 DNA 손상을 복구하는 유전자 치료 기술과면역 체계를 강화하는 의약품 개발과방사선에 강한 동식물 개발 및인간의 화성 이주는 아직 초기 단계이며많은 기술적 문제들이 해결되어야 합니다.방사선 차폐 기술과 생물학적 방호 기술 개발은 화성 이주 계획의 성공 여부를결정하는 중요한 요소입니다.지속적인 연구와 투자를 통해 인간이 화성의 강력한 방사선 환경에서도 안전하게 생존할 수 있는 기술을 개발해야 합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 튀김이 다 되면 기름 위로 둥둥 뜨는 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.튀김옷에 묻어있는 수분이 증발하면서 튀김의 부피가 감소합니다. 튀김옷은 다공성 구조를 가지고 있어 튀김이 기름에 들어가면 수분이 기름 속으로 빠져나가고 증발합니다. 튀김의 내부 수분이 증발하면서 튀김옷과튀김 사이에 공극이 생깁니다.튀김옷은 기름을 흡수하는 성질을 가지고 있습니다. 튀김옷이 기름을 흡수하면서 튀김의 무게가 증가합니다. 튀김옷이 기름을 흡수하면서 튀김의 부피는 증가튀김 내부의 수분 감소로 인해 밀도는 감소합니다.수분 감소와 기름 흡수로 인해 튀김의 밀도가 감소하면서부력이 증가합니다. 부력은 물체가 받는 밀어 올리는힘이며 물체의 밀도가 주변 유체의 밀도보다 낮을 때 발생합니다. 튀김의 밀도가 기름의 밀도보다 낮아지면 튀김이 위로 떠오르게 됩니다.튀김이 기름에 뜨는 것은 튀김옷의 수분 증발 기름 흡수 밀도 감소 부력 증가 등의 복합적인 작용에 의해 발생하는 현상입니다.튀김이 기름에 뜨는 것은 튀김이 거의 다 되었다는 신호로 볼 수 있습니다.튀김의 종류 튀김옷의 재료 기름의 온도 등에 따라 튀김이 기름에 뜨는 시간은 달라질 수 있습니다.튀김이 완성되었는지 확인하는 다른 방법으로는 튀김의 색깔 변화 튀김옷의 바삭함 등을 확인하는 방법이 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구 안의 땅에서 위로 올라갈 수록 중력의 힘을 더 받게되는건가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.먼저 중력의 역량이라는 개념에 대해 명확히 이해해야 합니다.중력의 역량은 물체가 가진 중력의잠재적인 에너지를 의미합니다. 물체가 다른 물체를 얼마나 강하게 끌어당길 수 있는 능력을 나타냅니다.지구에서 위로 올라갈수록 중력의 역량은 감소합니다. 그 이유는 지구의 질량이 지구 중심에 집중되어 있기 때문입니다. 지구로부터 멀어질수록 지구의 질량 중심으로부터 더 멀어지게 되고 이는 중력 잠재 에너지 감소로 이어집니다. 실제로는 지구의 대기권 내에서는 중력 감소가 미미하기 때문에 일상생활에서큰 영향을 느끼지 못합니다.블랙홀은 엄청난 밀도를 가진 천체입니다. 블랙홀에 가까울수록 중력 역량은 증가합니다. 블랙홀의 중력은 너무 강해서 빛조차 빠져나갈 수 없습니다. 블랙홀의 사건 지평선을 넘어서면 어떤 물체도 탈출할 수 없습니다.일반적으로 중력은 두 물체 사이의 거리가멀어질수록 감소합니다. 이는 뉴턴의 만유인력의 법칙에 의해 설명됩니다.만유인력의 법칙에 따르면두 물체 사이의 중력은 두 물체의 질량의 곱에 비례하고 두 물체 사이의 거리의 제곱에 반비례합니다.중력과 가까울수록 중력의 힘을더 받는 것은 맞습니다. 블랙홀과 같은 극단적인 경우에는중력이 매우 강해서 탈출이 불가능합니다. 일반적인 상황에서는 중력은 거리에 따라감소하기 때문에 물체가 가까워질수록 중력이 무한정 증가하는 것은 아닙니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 냉동실에 뜨거운 물이 더 빨리
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.어는 현상은 응고라고 부르며 뜨거운 물이 차가운 물보다 더 빨리 응고하는 현상은 음펨바 효과라고 불립니다. 이 효과는 아직 완전히 밝혀지지 않았지만몇 가지 가능한 원인이 제시되고 있습니다.뜨거운 물은 차가운 물보다 대류 효과가 활발하게 일어납니다. 뜨거운 물은 위쪽의 물이 식으면서 아래쪽으로 내려가고아래쪽의 따뜻한 물이 위쪽으로올라가는 순환이 발생합니다. 이러한 대류 효과는 물 전체가 고르게 식도록 도와냉동실에서 더 빨리 응고될 수 있도록 합니다.물에 용해되어 있는 기체는 응고 속도에 영향을 미칠 수 있습니다. 뜨거운 물은 차가운 물보다더 많은 기체를 용해시키는데 이 기체들이 응고 과정을 방해하는 역할을 할 수 있습니다. 뜨거운 물을 끓이는 과정에서 일부 기체가 빠져나가기 때문에 냉동실에서 더 빨리 응고될 수 있습니다.차가운 물은 과냉각 현상이 발생할가능성이 더 높습니다. 과냉각은 물이 0°C 이하의 온도에서도 액체 상태로 유지되는 현상입니다. 과냉각 상태의 물은 불안정하며 작은 충격이나 진동에 의해 급격하게 응고될 수 있습니다. 뜨거운 물은 과냉각 현상이 발생하기 어려워냉동실에서 더 빨리 응고될 수 있습니다.음펨바 효과는 모든 상황에서 일어나는 것은아니며 다양한 조건에 따라 달라질 수 있습니다. 이 효과의 정확한 원인은 아직 밝혀지지 않았으며 지속적인 연구가 진행되고 있습니다.뜨거운 물이 차가운 물보다 더 빨리 응고되는 현상은 음펨바 효과라고 불리며 대류 효과 용해기체 과냉각 등의 원인이 작용하는 것으로 추측됩니다. 이 효과는 모든 상황에서 일어나는 것은 아니며 다양한 조건에 따라 달라질 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 우리가 밤하늘에 보고 있는 별은 이미 절대 닿을 수 없는 영역으로 가버렸다라는 말을 설명해주세요.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.밤하늘의 별 이미 닿을 수 없는 영역으로 넘어갔을까?밤하늘을 수놓는 별들은 아름답지만 사실 우리가 보는 대부분의 별은 이미 존재하지 않을가능성이 높습니다. 이는 빛의 속도와 별과의 거리와 관련된 현상입니다.빛은 진공에서 초당 약 30만 킬로미터의 속도로 이동합니다. 별들은 우리로부터 매우 멀리 떨어져 있습니다. 가까운 별이라도 빛이 지구에 도달하는 데 수 년 수십 년 수백 년이 걸립니다.우리가 밤하늘에서 보는 별빛은 과거의 별의 모습입니다. 우리가 보는 별은 이미 빛을 방출한 시점부터 현재까지 시간이 흐른 후의 모습이 아니라 과거의 모습입니다.만약 별이 빛을 방출한 후 멸망했다면 우리는 그 별빛을 계속 볼 수 있습니다. 빛이 지구에 도달하는 시점에는 이미 그 별은 존재하지 않습니다. 이처럼 빛의 속도와 별과의 거리 때문에 우리가 보는 대부분의 별은 이미 닿을 수 없는 영역으로넘어가버렸다고 말할 수 있습니다.100광년 떨어진 별을 본다고 가정해봅시다. 빛이 지구에도달하는 데 100년이 걸리므로 우리는 100년 전의 별의 모습을 보고 있습니다. 그 별이 10년 전에 멸망했다면 우리는 10년 전까지존재했던 별의 빛을 100년 후에야 볼 수 있습니다.물론 가까운 별의 경우는 다릅니다. 태양과 같은 가까운별은 빛이 지구에 도달하는 데 8분 정도밖에걸리지 않기 때문에 우리가 보는 태양은 현재 존재하는 태양의 모습입니다.밤하늘의 아름다운 별들은 과거의 모습을보여주는 빛이며 우리가 보는 대부분의 별은 이미 닿을 수 없는영역으로 넘어가버렸습니다. 이는 빛의 속도와 별과의 거리라는 우주의 기본적인 특성에 따른 현상입니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양계의 행성은 완벽한 구의 모양인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.지구는 완벽한 구체가 아니지만대략적인 모양은 구에 가깝습니다. 지구의 극지방은 적도보다 약 43km 짧습니다. 이는 지구가 자전하는 원심력에 의해 약간 찌그러진 형태를 띠고 있기 때문입니다.태양계의 다른 행성들도지구와 마찬가지로 완벽한 구체는 아닙니다. 각 행성은 자체적인 특징에 따라 다양한 찌그러짐을 가지고 있습니다.수성 수성은 태양 가까이 위치하여 태양 조력의 영향으로찌그러진 모양을 가지고 있습니다. 수많은 운석 충돌로 인해 표면이크게 변형되었습니다.금성 금성은 매우 두꺼운 대기를 가지고 있으며 이는 지구보다 훨씬 더 큰 극지방 납작화를 초래합니다. 금성 표면에는 수많은 화산과 산맥이 존재하여 완벽한 구체 형태로부터 벗어납니다.화성 화성은 지구와 비교했을 때 극지방 납작화가 적습니다.화성 표면에는 올림포스 몬스와 같은 거대한 화산이 존재하며 이는행성의 모양에 영향을 미칩니다.목성 목성은 태양계에서 가장 큰 행성이며 빠른 자전 속도로 인해 강한 원심력을 받습니다.이로 인해 목성은 극지방 납작화가 매우 크고 적도 부분이 팽창된 형태를 가지고 있습니다.토성 토성은 목성과 마찬가지로 빠른 자전 속도로 인해 극지방 납작화가 크고 적도 부분이 팽창된 형태를 가지고 있습니다. 토성은 아름다운 고리를 가지고 있지만 이 고리 행성의 완벽한 구체 형태를 방해하는 요소입니다.천왕성 천왕성은 23.5도 기울어진 자전축을 가지고 있으며 이는 행성 전체가 옆으로 눕혀진 듯한독특한 모양을 만들어냅니다. 천왕성의 대기는 매우 불균형하여 행성의 모양에 영향을 미칩니다.해왕성 해왕성은 천왕성과 마찬가지로기울어진 자전축을 가지고 있으며 대기 불균형합니다. 이는 해왕성의 모양이 완벽한 구체에서 벗어나게 하는 요인입니다.행성들이 완벽한 구체가 아닌 이유는 다음과 같습니다.자전 행성은 자전하며 이는 원심력을 발생시킵니다.원심력은 적도 부분을 밖으로 밀어내고 극지방을 납작하게 만듭니다.중력 행성의 중력은 모든 물체를 중심점으로 잡아당깁니다. 행성의 모든 부분은 균일한 밀도를 가지고 있지 않기 때문에 중력 완벽하게 균일하지 않습니다. 이는 행성의 모양에 약간의 왜곡을 발생시킵니다.충돌 행성들은 태양계 형성 초기부터 수많은 운석 충돌을 경험했습니다. 이러한 충돌은 행성 표면을 변형시키고 완벽한 구체 형태를 방해하는 요인이 됩니다.태양계의 행성들은 완벽한 구체가 아니라다양한 찌그러짐을 가지고 있습니다. 이러한 찌그러짐은 행성의 자전 중력충돌 등의 영향으로 발생합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
생물·생명
Q. 잠자리는 눈이 엄청 많아 들어오는 정보도 엄청 많을 건데요. 이걸 처리허려면 뇌도 엄청 부하가 걸릴텐데 잠자리 뇌가 그렇게 발달되어있나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.잠자리는 8개의 눈을 가지고 있으며 각 눈은 3000개 이상의 개별적인 광수용체를 가지고 있습니다. 이는 인간의 눈보다 훨씬 많은 수의 광수용체이며 잠자리가 인간보다 훨씬 더 많은 시각 정보를 받는다는 것을 의미합니다.잠자리의 뇌는 인간의 뇌보다 훨씬 작습니다. 인간의 뇌는 약 1000억 개의 신경 세포로 구성되어 있지만 잠자리의 뇌는 약 100만 개의 신경 세포로 구성되어 있습니다.놀랍게도 잠자리는 인간보다 훨씬 빠른 속도로 시각 정보를 처리합니다. 잠자리는 시각 정보를 100밀리초 이내에 처리할 수 있는 인간은 200밀리초 이상의 시간이 걸립니다.인간은 뇌의 시각피질에서 시각 정보를 처리합니다. 시각피질은 시각 정보를 분석하고 해석하여 의미 있는 정보로 변환하는 역할을 합니다. 잠자리는 시각 정보를 처리하는 데 뇌의 여러 영역을 사용합니다. 이는 잠자리가 정보를 더 빠르고 효율적으로 처리할 수 있게 하는 요인 중 하나입니다.인간의 뇌는 매우 복잡하고 발달된 구조를 가지고 있습니다.인간의 뇌는 시각 정보 외에도다양한 정보를 처리하는 역할을 하는 많은 영역을 가지고 있습니다. 잠자리의 뇌는 비교적 단순한 구조를 가지고있지만 시각 정보 처리에 특화되어 있습니다.잠자리는 인간보다 훨씬 작은 뇌에도불구하고 뛰어난 정보 처리 능력을 가지고 있습니다. 이는 잠자리의 뇌가 시각 정보 처리에 특화되어 있고 정보 처리 방식이 효율적이기 때문입니다. 인간과 잠자리는 정보 처리 방식과 뇌 구조가다르기 때문에 단순히 어느 것이 더 발달되었는지 비교하기는 어렵습니다.잠자리는 시각 정보 외에도 청각 정보 후각 정보 등을 처리하는 능력도 뛰어납니다.잠자리는 뇌의 크기에 비해 매우 높은 수준의 인지 능력을 가지고 있는 것으로 알려져 있습니다.잠자리의 뇌는 아직 완전히 이해되지않았으며 지속적인 연구가 진행되고 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 쓰레기에서 나오는 탄소로 에너지원 생산?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.쓰레기 연료 자동차는 쓰레기를 태워 얻은 열에너지를 이용하여 엔진을 작동시키는 자동차입니다. 일반적인 내연기관 자동차와 달리 화석 연료 대신다양한 종류의 쓰레기를 연료로 사용할 수 있습니다.쓰레기 연료 자동차는 일반적으로 다음과 같은 쓰레기를 연료로 사용합니다.음식물 쓰레기, 플라스틱, 종이, 섬유 등폐목재, 폐지, 폐플라스틱 등벼 짚, 옥수수 줄기 등쓰레기 연료 자동차는 다음과 같은 과정을통해 쓰레기를 연료로 사용합니다.쓰레기는 크기와 종류에 따라 분류되고, 연소에 적합한 크기로 잘게 분쇄됩니다.분쇄된 쓰레기는 가스화로에서 고온으로가열되어 가스(합성가스)로 변환됩니다.합성가스는 내연기관 엔진의 연료로 사용되어 자동차를 구동합니다.쓰레기 연료 자동차의 연소 과정은 다음과 같은 화학적 반응을 통해 이루어집니다.쓰레기가 고온에서 분해되면서 다음과 같은 화학 반응이 일어납니다.C + O2 -> CO2C + 2H2O -> CO2 + 2H2CH2O + O2 -> CO2 + H2O합성가스는 엔진에서 다음과 같은화학 반응을 통해 열에너지를 방출합니다.CO + O2 -> CO2 + 열H2 + O2 -> H2O + 열화석 연료 사용을 줄여 탄소 배출량 감소, 대기 오염 개선재생 가능한 쓰레기를 활용하여 에너지 자립도 향상쓰레기를 재활용하여 매립 폐기물 감소안정적인 연소 기술, 유해 배기물 저감 기술 개발 필요연료 처리 시스템, 엔진 개조 등 초기 비용 발생연소 과정에서 질소산화물, 미세먼지 등 유해 배기물 발생 가능성쓰레기 연료 자동차는 친환경적이고 지속 가능한 자동차 기술로 주목받고 있습니다. 기술 개발과 정책 지원을 통해 쓰레기 연료 자동차의 상용화가 활발하게진행되고 있으며 앞으로중요한 에너지원으로 자리매김할 것으로 기대됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 워프라는 개념이 가능할수있는 기술력인가요 ?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.워프 기술은 공간을 휘어 시간과 공간을 단축하여 빠르게 이동하는 가상의 기술입니다. 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성 이론에근거하여 제시되었으며 아직 실제로 구현된 적은 없습니다.워프 기술은 음속보다 빠른 속도로 이동하는 것이 아니라 공간 자체를 휘어 이동 거리를 단축합니다. 이를 위해서는 음의 에너지라는 가상의 에너지가 필요하며 이 에너지는 아직 발견되지 않았습니다.워프 기술이 가능하다면 블랙홀에서 탈출하는 것도 가능할수 있습니다. 블랙홀은 탈출 속도가 빛의 속도보다 빠른 강력한 중력장을 가지고 있습니다. 워프 기술을 이용하여 공간을 휘어 탈출 속도를 높일 수 있다면 블랙홀 탈출이 가능할 수 있습니다.워프 기술을 이용하여 블랙홀 내부를 탐험하는 것도 가능할 수 있습니다. 블랙홀 내부는 극한의 조건으로 인해 워프 기술이작동하지 않을 가능성도 있습니다.블랙홀 내부에 존재하는 특이점은 현재의 물리 법칙으로는 설명할 수 없는 영역으로 워프 기술로 탐험하는 것이불가능할 수도 있습니다.워프 기술은 아직 이론적인 단계에 머물러 있으며실제로 구현될 가능성이있는지 여부는 불확실합니다. 워프 기술을 실현하기 위해서는 음의 에너지 발견엄청난 양의 에너지 사용 기술적 문제 해결 등 많은 과제가 남아 있습니다.워프 기술은 우주에서의 공간 도약을 가능하게 하는 매력적인 기술이지만 블랙홀 탈출이나 내부 탐험 가능성은 아직 미지의 영역입니다. 워프 기술의 실현 가능성과 블랙홀 탐험에 대한 연구는계속 진행되고 있으며 앞으로어떤 결과가 나올지 기대됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.