안녕하세요. 김철승 전문가입니다.
화학
Q. 숨을 쉬는 콧구멍이 바뀌는 이유가 뭘까요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.이 현상은 코의 비강 순환이라고 알려져 있습니다. 인간을 포함한 많은 동물에서 관찰되는 자연스러운 과정으로 한쪽 비강이 확장되어 더 많은 공기가 흐를 수 있도록 하며 다른 쪽은 좁아집니다. 몇 시간마다 비강 우세성이 자연스럽게 반대편으로 전환되면서 이 순환이 계속 유지됩니다.비강 순환은 부교감 신경계의 조절 하에 일어나며 몇 가지 주요한 기능을 합니다: 더 많은 공기 흐름이 있는 쪽 비강은 공기를 필터링하고 적절한 온도와 습도로 조절하는 데 더 활발하게 일합니다. 교대로 쉬는 동안 다른 쪽 비강은 재충전하고 회복합니다.냄새 감지 기능을 유지하고 최적화합니다. 냄새 분자는 서로 다른 속도로 비강을 통과합니다. 한쪽 비강이 좁은 동안 더 느린 흐름은 더 많은 냄새 분자가 후각 수용체에 도달할 수 있는 기회를 줍니다.지속적으로 한쪽 비강을 통해 고혈류가 유지되면 그 쪽 점막이 붓거나 건조해질 수 있습니다. 순환은 이를 방지하고 점막의 건강을 유지하는 데 도움을 줍니다.비강 순환은 자연스러운 생리적 현상이지만 명확한 이유나 기전은 아직까지 완전히 이해되지 않았습니다. 이 순환은 눈에 띄지 않게 일어나서 대부분의 사람들은 자신의 비강 순환이 바뀌는 것을 느끼지 못합니다. 감기나 알레르기 등으로 인해 비강이 막혔을 때 이 순환이 더욱 두드러지게 느껴질 수 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
생물·생명
Q. 우박이 생성되어서 내리는 원리가 궁금합니다
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.우박이 형성되는 과정은 대기 내에서 상당히 복잡한 기상 현상의 일부입니다. 강렬한 상승 기류 충분한 수분 그리고냉각된 상층 대기가 포함됩니다. 우박 형성의 주요 단계를 살펴보겠습니다우박은 강한 상승 기류가 있는 뇌우구름에서 발생합니다.이 상승 기류는 구름 내부의 작은 물방울이나 얼음 결정을 더 높은 고도로 끌어올립니다.구름의 상층부에서 물방울은 물리적 충돌 혹은 빙핵에 의해 얼어붙기 시작합니다. 작은 얼음 입자가 있거나 극도로 차가운 물방울이 다른 물방울에 부딪히면서 얼어붙어 큰 얼음 조각을 형성합니다.상승 기류가 지속되면서 이 얼음 조각들은구름 내에서 여전히 부유하면서 기류를 통해 추가적인 물방울과 만나며 자라납니다. 구름 내에서 상승하고 하강하는 과정을 반복하면서 얼음 조각은 점점 더 커집니다.얼음 조각이 상승 기류로 인해 더 이상 떠 있지 못할 만큼 충분히 무겁게 성장하면 마침내중력에 의해 떨어지게 됩니다. 이 동안에도 얼음 덩어리는 추가적인 물방울을 모으며 싸이즈가 커질 수 있습니다.우박 입자가 지면에 도달할 정도로 커지면 우리는 하늘에서 얼음이 떨어지는 현상인 우박을 경험하게 됩니다.이 과정으로 인해 우박은 비와 달리 지면에 도달하는 순간까지 녹지 않은 채 거대한 얼음 덩어리의 형태로 내리게 됩니다. 우박의 크기는 매우 작은 것부터 골프공 크기 이상까지 다양할 수 있으며 크기가 커질수록우박이 떨어지는 것은 자동차건물 농작물 등에 손상을 입힐 수 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 초전도체가 현실화 된다면 우리는 어떤 미래에 살게되나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.초전도체는 전기 저항이 전혀 없어서 전류를 손실 없이 전달할 수 있는 물질을 말합니다. 초전도 현상은 매우 낮은 온도에서 일어나며 현재는 대부분 액체 헬륨이나 액체 질소와 같은 극저온 환경에서만 관찰됩니다. 최근의 연구는 상온에서도 초전도 현상이 일어나는 물질을 발견하려는 목표로 진행되고 있습니다.초전도체가 일상 생활에 널리 사용되면 다음과 같은 변화가 예상됩니다초전도체를 통한 전력 전송은 현존하는 전선에서 일어나는 에너지 손실을 거의 제거할 수 있습니다. 이는 발전소에서 소비자에 이르기까지의 에너지 전달 효율성을 획기적으로높여줄 것입니다.자기 부상열차는 이미 초전도 자석을사용하여 열차가 레일을 닿지 않고 부상하는 기술을 구현했습니다. 초전도체 기술이 보다 발전하고 보편화되면 더 빠른 속도와 더 낮은 유지 보수 비용으로 열차 서비스를제공할 수 있게 됩니다.MRI 같은 의료 장비는 이미 초전도자석을 사용합니다. 초전도체 기술이 더욱 발전하면 보다 정밀한 진단이 가능해지며 비용도 절감될 수 있습니다.초전도체를 활용하면 컴퓨터 프로세서에서 발생하는 열 손실을 감소시켜 처리 속도를 현저히 향상시킬 수 있습니다.초전도체는 양자 컴퓨터에도필수적인 요소 중 하나입니다.상온에서도 작동 가능한 초전도체가 개발된다면 양자 컴퓨터의 상용화와 발전이 앞당겨질 것입니다.초전도체는 전기 그리드의 효율성을 높여서더 지능적이고 반응이 빠른 전기공급망을 만드는 데 크게 기여할 수 있습니다.이 밖에도 초전도체는 장기적으로 과학 연구 특히 입자 물리학 실험에서 높은 자기장을 생성하는 데 필수적인 기술이될 수 있습니다. 현실화된다면 우리의 일상은 에너지의 효율적 사용으로 더욱 친환경적이고 경제적이며 고도의 기술을 갖춘 생활이 가능해질 것입니다. 우리 아이들에게 전기와 관련된 많은 기술이 더욱 향상되어 더 클린하고 스마트하고 연결된 세상을 만들어줄 가능성이 큽니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주 형성 초기부터 있었던 물질인진 어떻게 알 수 있나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.우주 형성 초기부터 존재했다고알려진 물질에 대한 연대를 측정하는 여러 가지 방법이 있으며이런 방법들은 우주의 역사를 이해하는 데 매우 중요합니다. 연대 측정 방법에는 직접적 방법과 간접적 방법이 있습니다.빅뱅 이론에 따르면 우주는 약 137억 년 전에 매우 뜨겁고 조밀한 상태에서 시작되었습니다. 우주의 나이는 우주 마이크로파 배경 복사의 측정을 통해 파악할 수 있습니다.CMB는 우주의 전역에 걸쳐 나타나는 미세한 열 복사로 초기 우주의 잔여 복사입니다. CMB의 세부 구조를 연구함으로써 초기 우주의 조건에 대한 정보를 얻을 수 있으며 이는 대단히 초기 우주의 상태를 반영합니다.우주 초기에는 가벼운 원소인 수소 헬륨 그리고 몇몇 리튬이 만들어졌습니다. 이를 빅뱅 핵합성이라고 하며 오늘날 관측되는 가벼운 원소의 분포를 통해 물질이 우주 초기부터 존재했음을 추정할 수 있습니다.우주 속 물질의 나이를 측정하기 위해 천문학자들은 복잡한 관측 기법과 이론적 모델을 사용합니다. 천체의 스펙트럼 분석을 통해 그 물질이 어느 정도의 시간 동안 존재해왔는지 알 수 있습니다.태양계에서 초기에 형성된 물질 소행성이나 고대의 금속립자에서 방사성 동위원소의 비율을 측정하는 것으로 나이를 결정할 수 있습니다.가장 잘 알려진 방법 중 하나는 우라늄-납 연대측정법으로 우주에서 합성된 우라늄 동위원소가 시간이 지남에 따라 납으로 붕괴되는 과정을 통해 나이를 추정합니다.별은 그들이 속해 있는 별집단에서 대략 비슷한 시기에 형성됩니다. 별들의 성단 내에서의 색도-밝기 다이어그램을분석하여 가장 오래된 별들의 나이를 추정할 수 있습니다.가장 먼 은하나 퀘이사에서 오는 빛을 분석함으로써 이러한 천체들이 별도 전송 중인 빛의 진화에 의해 얼마나 오래 전에 형성되었는지 추정할 수 있습니다. 이 빛은 우주의 초기 상태에 대한 중요한 단서를 제공합니다.이런 방법들을 통틀어 연구자들은 물질의 연대를 추정하고 초기 우주의 조건이 어땠는지 그리고 우주가 어떻게 발전해왔는지에 대한 중요한 이해를 할 수 있게 됩니다. 천문학은 지속적으로 발전하고 있으며기술의 발달과 새로운 발견으로 이러한 측정법들도 더욱 정확하게 발전하고 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
전기·전자
Q. 싱글비트에러유형은 무엇인가요??
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.상글 비트 에러는 디지털 데이터를 저장하거나전송하는 과정에서 발생하는 일종의 오류로데이터 비트 중 하나가 변경되어 원래의 값을잃는 현상을 의미합니다. 이 오류는 다양한 원인으로 인해 발생할 수 있으며 대표적인 이유들은 다음과 같습니다.전자기파에 의한 간섭은 전자 장치에서 상글 비트 에러를 유발할 수 있습니다. 강한 라디오 신호 레이더 파동 또는 다른 전자기기에서 방출되는 신호 등이 범인일 수 있습니다.저장 매체가 화학적 부식이나 물리적 손상을받는 것도 데이터 비트의 오류를 일으킬 수 있습니다.전원 공급이 불안정하거나 급격한 전압 변동이발생하면 메모리 또는 다른 전자적 부품에서 데이터 오류가 발생할 수 있습니다.과도한 온도 변화는 전자 장비의 성능에 영향을 줄 수 있으며 이로 인해 비트 에러가 발생할 수도 있습니다.우주에서 오는 고에너지 입자인 코스믹 레이가 전자 장비를 칠 때 상글 비트 에러가 발생할 수 있습니다. 이런 입자 충돌은고도가 높은 지역이나 우주에서 운영되는 위성 장비에서 더 흔합니다.반도체 제품은 대량 생산 과정에서 일부 불완전한 구성요소를 가질 수 있으며 이로 인해 사용 중에 상글 비트 에러가 나타날 수 있습니다.상글 비트 에러를 탐지하고 수정하기 위한 여러 기술이 사용됩니다. 오류 정정 코드와 같은 기술은 메모리에서이러한 오류를 확인하고 경우에 따라서는 실시간으로 수정하여 시스템의 신뢰성을 향상시킵니다.대부분의 현대 시스템은 비정상적인 비트 변화를 감지하고 교정할 수 있는 매커니즘을 갖추고 있으며 이러한 메커니즘은항공 전자 장비 의료 기기 금융 거래 시스템과 같이 신뢰성이 매우 중요한 응용 분야에서 특히 중요합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
생물·생명
Q. 미래에 지문이 같은 확률은 얼마나?.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.지문이 다른 사람과 완벽하게 일치할 확률은매우 낮지만 엄밀히 말해 절대적으로 불가능한 것은 아니라고 할 수 있습니다. 사람의 지문은 개인마다 고유하며그 패턴은 우연히도 같은 구조를 형성할 확률이 극도로 희박합니다.지문의 패턴은 유전적 요소와 함께임신 중 태아가 자라는 환경에 의해 형성되며 이는 매우 복잡한 과정입니다. 실제로는 같은 지문이 나타날 가능성이사실상 0에 가깝다고 볼 수 있습니다.하지만 이론적으로 무한한 시간과 무수한 개체가존재한다면 극히 희박한 확률로 지문 패턴이일치하는 경우가 발생할 수도 있습니다. 이것은 무한 원숭이 정리에 의한 논증과 유사한데 이 정리는 원숭이가 타자기를 무한히 오래 친다면 언젠가는 셰익스피어의 햄릿을 타이핑할 수 있다고 하는 것과 비슷한 개념입니다.그러나 현실에서는 지문이 일치한다는 보고가 없으며 법의학적으로는 지문의 고유성을 인정하고 신원 확인 업무에 널리 사용됩니다. 이러한 이유로 고인의 지문이 미래 세대의 누군가와 완전히 일치할 확률은 실질적으로고려하지 않습니다. 지문은 사람마다 다르고 심지어 쌍둥이사이에서도 유일하게 다른 것으로 알려져있습니다.심지어 비슷하게 보이는 지문 패턴이 발견되더라도 법의학적 지문 비교에서는상세한 미뉴티에 대한 분석을 통해 개인을식별하므로 지문 검사에서의 실수는 극히 드물게 발생합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 우리 지구가 속한 태양계가 어떻게 형성되었는지 궁금합니당
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.태양계의 형성 과정은 대략 46억 년 전으로 거슬러 올라가며 이를 설명하는 현재 가장 널리 받아들여지는이론은 성운설입니다. 태양계가 형성되기 시작한 것은 우리 은하에서거대한 분자 구름이 자체 중력으로인해 붕괴하면서부터입니다.이 구름은 주로 수소와 헬륨 항성 진화 과정에서 방출된 무거운 원소들로 구성되어 있었습니다.중력 붕괴로 인해 중심에서 온도와 밀도가 상승하고 구름이 회전하면서 평평한 원반 형태의 구조 원시 태양원반이 형성됩니다.원반 모양은 각운동량 보존 때문에 나타납니다.중심부에 집중된 물질의 밀도와 온도가 상승하면서 핵융합이 시작됩니다. 이 핵융합의 결과로 태양과 같은 별이 탄생합니다. 핵융합이 시작되면서 방출되는 강한 복사와태양풍은 주변의 남은 가스를 밀어냅니다.태양 주변의 원시 태양원반 내에서는 수많은 입자들이 충돌하고 결합하여점차 행성으로 성장합니다. 작은 먼지 입자들이 서로 부딪치며 모여 집단을 이루고이 집단이 결국 더 큰 덩어리 행성형 천체들로 성장합니다.초기의 행성형 천체들은 충돌과 합체를 반복하며최종적으로 오늘날 우리가 아는 행성들로 발전합니다. 중량이 무거운 천체는 내부가 차별화되어 금속핵과 암석 맨틀 그리고 가스 외피를 갖게 됩니다.태양으로부터 멀리 떨어진 원시 태양원반의 영역에서는 반지름이 큰 가스 거인이 형성됩니다. 여기에는 충분한 양의 얼음과 가스가 있었으며이들은 준거성 행성 및 이후에 가스 거인을형성하는데 필요한 재료를 제공했습니다.태양계 형성 과정에서 남은 잔해들은 오늘날 소행성 혜성 쿠이퍼 벨트 객체 그리고 오르트 구름으로써 여전히 우리 태양계 내에 존재합니다.이 모든 과정은 과학자들이 관측 데이터와이론적 모델을 바탕으로 재구성한 역사입니다. 태양계 형성의 이러한 단계들은 지구뿐만 아니라다른 행성계에서도 관측되고 있는 일반적인 현상입니다. 이 과정을 통해 우주의 법칙들 - 중력 열역학 핵물리학 화학 등 - 이 어떻게 상호작용하여 복잡한 체계를 만들어 내는지를 이해할 수 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 왜 함박눈과 같이 눈이 많이 내린 날은 평소보다 고요한 것같이 느끼는 건가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.눈이 많이 내린 날 특히 밤에 고요함을느끼는 것에는 여러 가지 이유가 있습니다눈은 기공이 많고 부드러운 구조를 가지고 있어서 소리를 잘 흡수합니다. 이유로 눈이 내린 후에는 소리가 눈 사이로퍼지면서 잘 흡수되어 주변이 더 조용해진 것처럼 느껴집니다. 함박눈과 같이 큰 눈송이가 내리는 경우 눈이 이루는 층이 더욱 효과적으로 소음을 감소시킵니다.눈이 올 때는 많은 사람들이 외부 활동을 줄입니다. 차량 이동이 줄어들고 사람들이 야외에 나가는 것을 피하며 때로는 학교나 일터가 문을 닫기도 합니다. 이로 인해 자연스럽게 환경 소음이 감소합니다.눈이 지면에 쌓이면 소리의 반사가 감소합니다. 평소에는 건물 차량 다양한 구조물에서 반사되어 여러 방향으로 들리던 소리가 눈이 쌓인 후에는 흡수되고 산란되어 반사 소리가 줄어듭니다.눈이 내리는 날에는 풍속이 떨어지는 경우가 많으며 이런 조건은 대기를 진정시키고 더 조용한 환경을 만들어냅니다.눈이 내리는 모습은 많은 사람들에게 평온함과 정적을 연상시키는 시각적 이미지를 제공합니다. 이러한 이미지는 심리적으로 조용한 분위기를 만드는 데 기여할 수 있습니다.이렇듯 물리적 환경 변화와 사람들의 행동 변화 그리고 심리적 인식이 결합되어 눈이 많이 내린 날에는 다른 날에 비해 세상이 더 고요하게 느껴질 수 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 문득 궁금해 지는데 바람에 세기는 무엇으로 결정되나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.바람 세기는 다음과 같은 여러 요인이 복합적으로 작용하여 결정됩니다.가장 큰 영향을 미치는 요인은 대기압 차이입니다. 대기압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 공기가 이동하면서 바람이 발생합니다.대기압 차이가 클수록 바람은 더 강하게 불어옵니다.산맥이나 건물과 같은 지형은 바람의 방향과 세기에 영향을 미칩니다.지형에 의해 바람이 차단되거나 방향이 바뀔 수 있습니다.지구 자전으로 인해 발생하는 코리올리 힘은 바람의 방향을 편향시킵니다.북반구에서는 오른쪽으로, 남반구에서는 왼쪽으로 편향됩니다.태양 복사에 의해 지표면의 온도가 달라지면서 대기압 차이가 발생하고 이로 인해 바람이 발생합니다.해수면의 온도 차이는 바람의 발생에 영향을 미칩니다.따뜻한 해수면 위로는 상승 기류가 발생하고, 이로 인해 주변의 찬 공기가 이동하여 바람이 발생합니다.계절에 따라 대기압 차이와 지표면의 온도가 달라지면서 바람의 세기와 방향이 변합니다.태풍, 허리케인과 같은 저기압은 매우 강한 바람을 발생시킵니다.토네이도와 같은 소용돌이는 매우 빠르고 강력한 바람을 동반합니다.위의 요인들이 복합적으로 작용하여 특정 지점에서의 바람 세기가 결정됩니다.기상청에서 제공하는 풍속 정보는 10m 높이에서 측정된 평균 풍속입니다.순간 풍속은 평균 풍속보다 훨씬 강할 수 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
지구과학·천문우주
Q. 우박의 경우 구름에서 수증기가 얼음처럼 응집되서 내린걸로 알고 있는데, 왜 눈이 안되고 얼음덩어리가 되어서 내리는건가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.우박이 형성되는 과정은 상대적으로 복잡하며 다음과 같은 단계를 거칩니다우박은 강력한 상승기류가 있는 대류운 특히 적란운 내에서 형성됩니다. 상승기류는 구름 속에서 물방울들을 고도가 높은 곳 즉 영하의 온도로 된 구역까지 끌어올립니다.구름 안에서 물방울이 공기 중의 미립자와 만나 응결하여 작은 얼음 결정을 형성합니다.이 얼음 결정이 더 많은 물방울과 부딪힐 때 물방울들이 얼어붙어 점점 더 커지게 됩니다.상승기류의 강도가 충분히 강하면얼음덩어리들은 중력에 의해 떨어지지 않고 계속해서 상승기류에 의해 구름 안에서 떠 있게 됩니다.이 과정에서 더 많은 물방울과 충돌하면서 얼음덩어리는 더 커집니다.이 때 물방울이 얼음덩어리에 부착되는 것을 성장과정에서 발사믹 성장이라고 부릅니다.우박은 구름 내에서 여러 차례 상승과 하강을 반복하면서 성장할 수 있습니다. 각 순환마다 얼음덩어리는 더 많은 수분을 덧붙여 더 크게 자랍니다.상승기류가 더 이상 우박을 지탱할 수 없을 정도로 우박이 충분히 커지면 최종적으로 중력에 의해 지상으로 떨어지게 됩니다.우박이 눈이 아닌 얼음덩어리로 내리는이유는 우박이 형성되는 환경과 과정 때문입니다. 눈이 형성되려면 구름 내부의 온도가 충분히 낮고 수분이 얼음 결정으로 천천히 성장해야 합니다. 한편 우박은 구름 내부에서 물방울이 얼음에 강하게 부딪혀 빠르게 얼어붙고 이 과정에서 다시 물방울이 얼음덩어리에 붙어 계속 성장하는 역동적인 과정을 거치기 때문에 눈보다 훨씬 단단하고 큰 입자로 떨어집니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.