안녕하세요. 김철승 전문가입니다.
생물·생명
Q. 꿀벌은 왜 침을 한번쏘고 죽게 진화가 되었는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.꿀벌과 말벌은 침을 쏘는 방식과 쏘는 횟수에서 차이를보입니다. 꿀벌은 침을 쏘면 침이 몸에서 떨어져 나오면서 벌이 죽지만 말벌은 침을 여러 번 쏠 수 있습니다.벌의 침은 말벌과 달리 찌르는 듯한 구조가 아닌 갈고리 모양으로 되어 있습니다. 침을 쏘면 벌의 몸에서 떨어져 나오면서 독낭과 근육이 함께 뽑혀 나옵니다. 이는 벌에게 치명적인 부상을 입히고 죽음을 초래합니다.꿀벌은 집단으로 생활하며 벌집을 보호하는 데 중요한 역할을 합니다. 침을 쏘는 행위는 벌집을 공격하는 포식자를 막아내는 방어 전략입니다. 한 번 쏘면 죽는 극단적인 방식은 침입자에게 강력한 경고 메시지를 전달하며 벌집을 보호하기 위해 자신의 희생을 감수하는 극단적인 헌신을 보여줍니다.꿀벌은 침을 쏘는 데 많은 에너지를 사용합니다. 한 번쏘면 몸에서 중요한 기관들이 함께 뽑혀 나오기 때문에 에너지 손실이 크고 다시 침을 쏠 수 없습니다. 꿀벌은 침을 쏘는 행위를 신중하게 결정하며 최후의 수단으로 사용합니다.꿀벌의 독은 말벌보다 약포식자를 물리치기에 충분한 강도를 가지고 있습니다. 꿀벌은 침을 여러 번 쏘는 대신 한 번에 강력한 독을 주입하여 포식자를 제압합니다.결론꿀벌이 한 번만 쏘는 이유는 침의 구조 진화적 적응 에너지 효율 독성 등 다양한 요인이 복합적으로 작용하기 때문입니다. 꿀벌은 침을 쏘는 행위를 통해 벌집을 보호하고 자신들의 생존을 확보하는 전략을 가지고 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학공학
Q. 물 위에 떠있는 마블링 물감과 주방 세제가 만나면 다시 물이 투명해지는 원리가 궁금해요!
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.아이들 실험 주제로 물 위에 떠 있는 마블링 물감이 주방세제를 떨어뜨리면 투명해지는 현상을 관찰하며 궁금증을 가지셨군요! 이 현상은 물, 기름, 그리고 계면활성제(주방세제)의 역할이 복합적으로 작용하며 일어납니다.마블링 물감은 물에 녹지 않는 기름성 물질로 만들어집니다.물에 떨어뜨리면 표면 장력에 의해 얇게 퍼져 나가며, 서로 섞이지 않고 각자의 색을 유지합니다.주방세제는 계면활성제라는 물질을 포함합니다.계면활성제는 물과 기름 사이의 표면 장력을 낮추는 역할을 합니다.주방세제를 물에 떨어뜨리면 물과 기름 사이의 경계가 허물어지고 서로 섞이게 됩니다.주방세제가 마블링 물감에 닿으면 물과 기름 사이의 경계가 허물어져 마블링 물감을 구성하는 기름 입자가 물에 분산됩니다.기름 입자가 분산되면서 빛이 굴절되는 효과가 줄어들고 물이 투명하게 보이게 됩니다.마치 안개가 걷히듯이 마블링 물감이 투명해지는 현상이 나타나는 것입니다.사용하는 주방세제의 종류와 양, 물 온도, 마블링 물감의 종류에 따라 투명해지는 속도와 정도가 달라질 수 있습니다.다른 계면활성제를 사용하거나, 물에 소금이나 설탕을 첨가해도 비슷한 현상을 관찰할 수 있습니다.이 실험을 통해 물, 기름, 그리고 계면활성제의 특성과 작용 방식을 간접적으로 경험할 수 있습니다.다양한 색상의 마블링 물감을 사용하여 예술적인 패턴을 만들 수 있습니다.빗방울이나 빨대를 이용하여 물에 움직임을 주고 변화하는 모습을 관찰할 수 있습니다.투명해진 물에 다른 물질을 첨가하여 색깔 변화를 실험해 볼 수도 있습니다.마블링 물감과 주방세제는 어린아이가 혼자 사용하지 않도록 주의해야 합니다.실험 후에는 손을 깨끗하게 씻어야 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 시간이라는 것은 과학으로 설명하자면 어떻게 설명해야 하나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.우리는 시간이라는 개념을 알고 있지만, 그 누구도 직접 시간을 본 적은 없습니다. 시간을 정의하기는 쉽지만, 과학적으로 설명하기는 매우 어렵습니다. 물리학 교수들도 시간을 설명하는 데 어려움을 겪는데, 그 이유는 무엇일까요?시간은 절대적인 것이 아니라 관찰자의 위치와 속도에 따라 달라집니다.특수 상대성 이론에 따르면, 빛의 속도에 가까워질수록 시간은 느려집니다.이는 시간이 객관적인 존재가 아니라, 관찰자의 주관적인 경험에 의해 결정된다는 것을 의미합니다.양자 역학에서는 시간이 연속적인 것이 아니라 불연속적인 '시간 단위'로 구성되어 있다고 가정합니다.이 '시간 단위'는 플랑크 시간이라고 불리며, 약 10^(-43)초에 해당합니다.플랑크 시간 이전에 일어난 일은 관찰할 수 없기 때문에, 시간의 기원을 이해하는 데 어려움이 있습니다.일부 물리학자들은 시간 여행이 가능할 것이라고 주장합니다.웜홀이나 타임머신과 같은 이론적 개념이 제시되고 있지만, 실제로 구현할 수 있는지는 아직 알려져 있지 않습니다.시간 여행이 가능하다면 과거로 돌아가 역사를 바꿀 수도 있지만, 이는 역설을 야기할 수 있습니다.우주가 계속 팽창한다면 언젠가는 시간이 멈출 수 있다는 가설도 있습니다.빅 프리즈(Big Freeze) 또는 빅 크런치(Big Crunch)와 같은 우주의 종말 시나리오는 시간의 끝을 의미합니다.하지만 이러한 가설은 아직 검증되지 않았으며, 시간의 끝이 어떤 의미인지 명확하게 알 수 없습니다.시간은 우리 삶의 기본적인 요소이지만, 아직 많은 부분을 이해하지 못하고 있습니다. 과학자들은 시간의 본질을 밝히기 위해 노력하고 있으며, 앞으로 더 많은 연구를 통해 시간에 대한 새로운 지식이 얻어질 것으로 기대됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 영국과 프랑스는 기후가 서로 많이 다른지 궁금합니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.영국의 강수량:영국은 연간 평균 약 1,150mm의 강수량을 기록하며, 이는 유럽에서도 상대적으로 높은 편입니다.영국의 습한 기후는 주변 해양의 영향과 편서풍의 영향을 받습니다.영국 내륙 지역은 해안 지역보다 강수량이 적습니다.프랑스의 강수량:프랑스는 연간 평균 약 670mm의 강수량을 기록하며, 이는 영국보다 낮습니다.프랑스의 강수량은 지역에 따라 큰 차이가 있으며, 남부 지역은 북부 지역보다 강수량이 많습니다.프랑스는 지중해 기후, 대륙성 기후, 산악 기후 등 다양한 기후대를 가지고 있습니다.영국은 프랑스보다 연간 강수량이 약 480mm 더 많습니다.영국은 프랑스보다 습한 기후를 가지고 있으며, 이는 주변 해양과 편서풍의 영향을 받습니다.프랑스는 지역에 따라 강수량 차이가 크고, 다양한 기후대를 가지고 있습니다.영국과 프랑스는 모두 유럽 국가이지만, 강수량은 영국이 프랑스보다 훨씬 높습니다. 영국의 습한 기후는 주변 해양과 편서풍의 영향을 받는 반면, 프랑스는 지역에 따라 강수량 차이가 크고 다양한 기후대를 가지고 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 산소와 수소의 화학적 속성에 대해 설명할 수 있나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.산소산소는 대기 중에서 대부분 O2 형태의 이원자 분자로 존재합니다. 두 개의 산소 원자가 공유 결합을 통해 결합하여 안정적인 분자를 형성합니다.산소는 대부분의 화학 반응, 특히 연소 반응에 필수적인 역할을 합니다. 연소는 산소와 다른 물질이 반응하여 열과 빛을 내는 화학 반응입니다. 산소는 이 반응에서 전자를 받아 환원되면서 에너지를 방출합니다.산소는 무색, 무취, 무미의 기체입니다. 액체 또는 고체 상태에서도 이러한 특성을 유지합니다. 산소는 비활성 원소가 아니며, 다른 많은 원소와 반응하여 다양한 화합물을 형성합니다. 산소는 다른 원소를 산화시키는 성질을 가지고 있습니다. 산소는 공기보다 약 1.1배 밀도가 높습니다. 물에 약간 용해됩니다. 16O, 17O, 18O. 산소는 지구상의 대부분의 생명체에게 호흡에 필수적인 요소입니다. 산소는 제철, 용접, 의료 등 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.수소가장 간단한 화학 원소:수소는 원자 번호 1을 가진 가장 간단한 화학 원소입니다. 하나의 양성자와 하나의 전자로 구성되어 있습니다.일원자 분자 형태:수소는 대부분 H2 형태의 일원자 분자로 존재합니다. 두 개의 수소 원자가 공유 결합을 통해 결합하여 안정적인 분자를 형성합니다.수소는 무색, 무취, 무독성의 기체입니다. 액체 또는 고체 상태에서도 이러한 특성을 유지합니다. 수소는 활발한 화학 반응성을 가지고 있으며, 다른 많은 원소와 반응하여 다양한 화합물을 형성합니다. 수소는 공기와 혼합될 때 폭발성이 있는 가연성 기체입니다. 수소는 공기보다 약 0.09배 밀도가 낮습니다. 물에 약간 용해됩니다.동소위원회: 수소는 3개의 동소위원회를 가지고 있습니다: 1H, 2H(D), 3H(T).우주에서 가장 풍부한 원소: 수소는 우주에서 가장 풍부한 원소이며, 별과 행성의 주요 구성 요소입니다.에너지원: 수소는 깨끗하고 지속 가능한 에너지원으로서 연료 전지 기술에 활용되고 있습니다.산소와 수소는 반응하여 물(H2O)을 형성합니다. 이 반응은 발열 반응이며, 많은 에너지를 방출합니다.산소와 수소는 화학적으로 중요한 원소이며, 다양한 특성과 용도를 가지고 있습니다. 이 두 원소는 지구 생물학, 산업, 에너지 분야에서 중요한 역할을 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 우리은하에서 가장 가까운 다른 은하는 무엇이며, 얼마나 멀리 있나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.우리은하에서 가장 가까운 다른 은하는 안드로메다 은하(Andromeda Galaxy)입니다. 안드로메다 은하는 나선 은하로, 우리은하와 마찬가지로 수백억 개의 별을 가지고 있습니다.안드로메다 은하는 우리은하로부터 약 250만 광년(약 2.37 x 10^22 km) 떨어져 있습니다. 이는 빛이 250만 년 동안 이동하는 거리입니다.안드로메다 은하는 지구에서 육안으로 볼 수 있는 유일한 다른 은하입니다. 하지만 도시의 불빛 등 밝은 환경에서는 잘 보이지 않으며, 맑은 밤하늘에서 맨눈으로 희미하게 흐릿한 안개처럼 보입니다.안드로메다 은하는 망원경을 통해 더 자세히 관측할 수 있습니다. 소형 망원경을 사용하면 안드로메다 은하의 타원형 모양을 확인할 수 있으며, 대형 망원경을 사용하면 은하 내부의 별들과 구조를 더욱 자세하게 관찰할 수 있습니다.안드로메다 은하는 우리은하를 향해 약 110km/s 속도로 이동하고 있습니다.약 40억 년 후 안드로메다 은하와 우리은하는 충돌하여 하나의 거대한 은하를 형성할 것으로 예상됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
토목공학
Q. 자동차 터널 통과시 자체 네비게이션은 작동하는 것 같은데 핸드폰 네비게이션은 작동을 안 하는 것 같습니다. 왜 이런 차이가 생기는 걸까요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.자동차 터널에서 자체 네비게이션은 작동하지만 핸드폰 네비게이션은 작동하지 않는 이유는 두 가지 주요 원인 때문입니다.터널은 두꺼운 콘크리트와 암석으로 둘러싸여 있어 GPS 신호를 차단합니다.자체 네비게이션은 차량 내부에 장착된 안테나를 사용하여 GPS 신호를 수신하기 때문에 터널 내에서도 작동할 수 있습니다.반면 핸드폰 네비게이션은 핸드폰의 GPS 안테나를 사용하여 신호를 수신합니다. 터널 내에서는 핸드폰 안테나가 GPS 신호를 충분히 수신하지 못하여 네비게이션 오류가 발생하거나 작동이 중단될 수 있습니다.터널 내에서는 통신망 연결이 약하거나 불안정할 수 있습니다.핸드폰 네비게이션은 인터넷 기반의 실시간 정보를 사용하기 때문에 터널 내에서 통신망 연결이 약하거나 불안정하면 정확한 위치 정보를 제공하지 못하거나 작동이 중단될 수 있습니다.자체 네비게이션은 터널 내에서도 사용할 수 있도록 미리 저장된 오프라인 지도 데이터를 사용하기 때문에 통신망 연결에 영향을 받지 않습니다.터널 내부의 환경에 따라 전자파 간섭이 발생하여 핸드폰 네비게이션 작동에 영향을 미칠 수 있습니다.터널 내부의 조명이 어둡거나 밝기가 불균일하면 핸드폰 화면을 보기 어려워 네비게이션 사용에 불편을 초래할 수 있습니다.자동차 터널에서 핸드폰 네비게이션 사용이 제한되는 이유는 주로 GPS 신호 차단과 통신망 문제 때문입니다. 터널 내에서 정확한 길 안내를 위해서는 자체 네비게이션 사용을 권장합니다.일부 터널은 GPS 신호를 증폭하거나 통신망 환경을 개선하기 위한 시스템을 구축하고 있습니다.터널 내에서 핸드폰 네비게이션 사용이 꼭 필요한 경우, 오프라인 지도 데이터를 미리 다운로드하거나 터널 내에서 사용 가능한 별도의 네비게이션 앱을 활용하는 방법을 고려할 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
생물·생명
Q. 무리를 짓는 동물과 무리를 짓지 않는 동물은 어떤 차이로 구분되나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.동물들은 먹이, 서식지, 번식 등의 생존 요소를 확보하기 위해 다양한 생활 방식을 선택합니다. 그 중 하나가 무리를 짓는 것으로, 사자, 하이에나와 같이 무리를 지어 사는 동물과 호랑이처럼 홀로 생활하는 동물이 있습니다. 이러한 생활 방식의 차이는 어디에서 비롯된 것일까요?무리를 짓는 동물의 특징사냥: 사자, 하이에나처럼 무리를 지어 사냥하는 동물들은 협력을 통해 더 큰 먹이를 사냥할 수 있습니다. 특히, 사냥 기술이 뛰어난 개체들이 협력하여 먹이를 포획하고 나누어 먹는 방식은 무리 전체의 생존율을 높여줍니다.방어: 무리를 지어 사는 동물들은 포식자로부터 자신들을 보호하기 위해 협력합니다. 늑대 무리는 공격적인 포효와 공격적인 태도로 포식자를 쫓아내고, 얼룩말 무리는 무리를 이루어 움직임으로 포식자의 공격을 어렵게 만듭니다.번식: 암컷 코끼리는 새끼를 돌보고 양육하는 데 있어 다른 암컷들의 도움을 받습니다. 이는 새끼의 생존율을 높이고, 암컷 코끼리들이 번식에 더 집중할 수 있도록 도와줍니다.호랑이는 넓은 영역을 차지하고 사냥하며, 다른 호랑이와의 경쟁을 피하기 위해 홀로 생활합니다. 이는 먹이 경쟁을 줄이고, 자신의 영역 내에서 사냥 효율성을 높일 수 있도록 합니다.표범은 은밀한 사냥 방식을 사용하며, 무리를 지으면 사냥 효율성이 떨어질 수 있습니다. 홀로 생활하는 것은 표범의 은밀한 사냥 방식을 유지하고, 사냥 성공률을 높일 수 있도록 합니다.홀로 생활하는 동물들은 스스로 먹이를 찾고, 포식자로부터 자신을 보호하며, 번식을 해결해야 합니다. 이는 개체의 독립성과 적응력을 높이는 데 도움이 됩니다.동물이 무리를 짓는지 홀로 생활하는지는 먹이, 서식지, 포식자, 번식 방식 등 다양한 요인에 의해 결정됩니다. 먹이가 풍부하고 포식자가 적은 환경에서는 무리를 지어 사는 것이 유리할 수 있습니다. 반면에, 먹이가 부족하거나 포식자가 많은 환경에서는 홀로 생활하는 것이 유리할 수 있습니다.동물의 무리 생활은 협력과 경쟁의 균형을 통해 이루어집니다. 무리를 지어 사는 동물들은 협력을 통해 먹이를 사냥하고, 포식자로부터 자신들을 보호하며, 번식을 성공시킵니다. 홀로 생활하는 동물들은 독립성과 적응력을 통해 먹이를 찾고, 포식자를 피하며, 번식을 해결합니다. 어떤 생활 방식이 더 유리한지는 환경과 동물의 특성에 따라 다릅니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 미역은 어떠한 원리로 물을 흠뻑 머금을 수 있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.마트에서 보는 작고 건조한 미역은 끓는 물에 닿으면 놀랍도록 부풀어 오르며 물을 흡수합니다. 이 놀라운 능력은 미역 세포벽의 특수한 구조와 성분에서 비롯됩니다.미역 세포벽은 셀룰로스 헤미셀룰로스 푸코이단 알긴산등 다양한 섬유질로 구성되어 있습니다. 이 섬유질들은 서로 얽혀 빈 공간을 많이 만들고 물 분자를 쉽게 흡수할 수 있는 구조를 형성합니다.미역 세포벽에 특히 풍부한 푸코이단은 물 분자를 끌어당기고 붙잡는 성질을 가지고 있습니다. 이 성질 때문에 미역은 물에 닿으면 흡수력이 급격히 증가하며 건조 상태의 수백 배까지 물을 흡수할 수 있습니다.끓는 물에 넣으면 미역 세포벽의 섬유질이 팽창하고 푸코이단이 물 분자를 끌어당겨 흡수합니다.흡수된 물 분자가 세포벽 사이 공간을 채우면서 미역이 부풀어 오릅니다.흡수된 물이 미역 성분과 결합하여 끈적끈적한 젤 형태를만들어 냅니다.국 찌개 샐러드 등 다양한 요리에 미역의 흡수력과 젤화 특성을 활용합니다.미역의 흡수력과 영양 성분을 이용하여 건강 기능 식품을개발합니다.미역의 흡수력과 젤화 특성을 이용하여 바이오 연료 화장품 등의산업 분야에 활용합니다.미역의 놀라운 흡수력은 다양한 분야에서 활용될 수 있으며 미래 과학 기술 발전에도 기여할 수 있습니다. 미역의 특징을 이해하고 활용하는 것은 자연의 놀라운 능력을 배우고 지속 가능한 미래를 만드는 데 도움이 될 것입니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 2025년에 백두산이 폭발한다는 유튜브를 봤어요.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.백두산 폭발 가능성에 대한 유튜브 영상이 자주 보이면서 불안감을 느끼는 분들이 많습니다. 백두산이 실제로 폭발한다면 남한에 어떤 영향을 미칠 수 있을까요?백두산 폭발 시 가장 큰 피해는 화산재로 인한 피해입니다. 화산재는 하늘을 뒤덮고 햇빛을 차단하여 기온을 급격히 떨어뜨리고 항공편 취소 교통망 마비 건물 붕괴 농작물 피해 등을 초래할 수 있습니다. 특히 서울 등 수도권은 화산재로부터 큰 피해를 입을 것으로 예상됩니다.폭발과 함께 발생하는 지진은 건물 붕괴 인명 피해 등을 야기할 수 있습니다. 백두산 천지에 쌓인 눈과 얼음이 녹아 발생하는 홍수는 주변 지역을 침수시키고 인명 피해 및 재산 피해를 야기할 수 있습니다.백두산 폭발은 경제에도 큰 타격을 줄 수 있습니다. 농업 관광 산업 등 다양한 분야에서 피해가 발생하고 이는 경기 침체 실업률 증가 사회 불안 등을 초래할 수 있습니다. 피난민 발생으로 인한 사회적 혼란도 예상됩니다.백두산 폭발은 한반도뿐만 아니라 주변 국가에도 영향을 미칠수 있습니다. 화산재는 주변 국가까지 확산되어 항공편 취소 교통망 마비 등을 초래할 수 있으며 지진 및 홍수 피해도 발생할 수 있습니다. 한반도의 불안정성이 심화되어 국제 사회에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.백두산 폭발 가능성은 항상 존재현재로서는 정확한 시점이나 규모를 예측하는 것은 불가능합니다. 정부는 백두산 폭발에 대비하여 다양한 방안을 마련하고 있지만 국민들의 대비 중요합니다. 평소부터 재난 대비 교육 및 훈련에 참여하고 비상 물품을 준비하는 등 백두산 폭발에 대비하는 것이 좋습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다