안녕하세요. 이찬호 전문가입니다.
전기·전자
Q. 녹이라는게 생기는 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 이찬호 과학전문가입니다.부식이란 어떤 물질이 주위 환경에 의해 의도하지 않은 화학 또는 전기반응으로 물질이 열화 되거나 파괴되는 현상을 말한다. 일반적으로 금속의 부식은 금속이 산소와 결합하여 산화되는 것을 의미하며, 철이 산소와 결합하여 산화 철이 되어 녹을 형성하는 것을 대표적인 부식이라고 한다.
지구과학·천문우주
Q. 우주가 팽창중이라는 것을 어떻게 아나요?
안녕하세요. 이찬호 과학전문가입니다.1930년대, 우주 과학자 허블은 밤하늘의 별들을 관찰하며 우주의 신비에 푹 빠져 있었다. 그러던 어느 날 그는 대부분의 천체들에서 붉은색 스펙트럼이 관찰된다는 것을 깨달았다. 더욱 놀라운 사실은 천체의 거리가 멀면 멀수록 붉은색 스펙트럼이 더욱 붉게 나타난다는 사실이었다.붉은색 스펙트럼의 발견이 왜 그리 놀라운 것이었을까? 그것은 도플러 효과로 해석할 때 이전까지의 우주 이론과는 다른 해석을 해야 하기 때문이었다. 우주의 천체에서 나온 빛의 스펙트럼이 붉은색 쪽으로 치우쳐 나타나는 현상은 앞에서 설명한 '적색 편이'를 의미하는 것이다. 즉, 스펙트럼이 붉은색 쪽으로 이동하는 현상은 먼 은하에서 나온 빛의 파장이 길어지고 진동수가 감소하기 때문에 나타나는 것이며, 이것은 곧 우주의 은하가 멀어져 가고 있다는 사실을 나타낸다.또한, 거리가 멀어지는 은하일수록 이러한 적색 편이 현상이 더 크게 나타난다는 것은 모든 천체가 멀어지고 있을 뿐만 아니라, 멀어질수록 더 빠른 속력으로 멀어져 가고 있음을 뜻하는 것이다. 이것은 곧 기존의 이론인 우주의 크기가 정해져 있다는 사실이 잘못됐으며, 우주는 계속 팽창하고 있음을 의미한다.허블은 이러한 관측 자료를 토대로 은하가 멀어지는 속력은 은하까지 떨어진 거리에 비례한다는 '허블의 법칙'을 발표하면서 우주가 계속 팽창하고 있다는 사실을 주장했다. 그러나 그의 이러한 주장은 당시 물리학계의 최고 거성인 아인슈타인이 주장하던 정상 우주론을 정면으로 반박하는 것이어서 커다란 반향을 일으켰다.하지만 허블의 확실한 증거 앞에 결국 아인슈타인도 허블의 주장을 인정하게 되었고, 자신의 우주론에 문제가 있음을 고백했다고 한다.
생물·생명
Q. 인위적으로 기억을 주입하는게 가능할까요?
안녕하세요. 이찬호 과학전문가입니다.놀랍게도 미·일 연구팀이 이런 질문에 대한 답을 내놓았지요. 광유전학 기술을 이용해 쥐의 뇌에 인위적으로 조작한 기억을 심는 실험에 성공했던 겁니다.하지만 넘어야할 산이 많기때문에 실제 인간에게 적용될 수 있을지도 아직도 미지수인 것 같습니다. 공개되지 않고 비밀리에 진행되고 있을 지는 모르겠지만 말이죠.이에 대한 이관수 동국대 교양교육원 교수의 견해는 다음과 같습니다. "인간의 기억은 인지하고 성찰하는 기억이다. 자극에 반응하는 '생화학적 기억'과는 다르다. 인간의 기억은 그런 생화학적 기억이 여러 계층으로 겹치고 연결돼 만들어진다고 보는 견해가 많지만 아직 실험을 통해 입증된 바는 없다."
지구과학·천문우주
Q. 우주(탐사)선에서 연구원들의 배변은 어떻게 처리되나요?
안녕하세요. 이찬호 과학전문가입니다.지구로 귀환하는 우주선의 경우대변은 비닐봉지 밀봉후 지구로 가져오고소변은 저장하지않고 우주로 배출합니다.하지만 국제우주 정거장처럼 장기간 머무는 곳에서는대변은 밀봉해 화물용캡슐에 넣어서대기권에서 불태우고 소변은 우주화장실과생명유지시스템을 연결하여 재활용합니다.
물리
Q. 인바디 측정이 되는 원리가 알고 싶어요.
안녕하세요. 이찬호 과학전문가입니다.우리 몸의 70%정도는 물로 이루어져 있다. 인바디는 수분이 많은 근육에는 전류가 잘 흐르고 수분이 적은 지방에는 전류가 잘 흐르지 않는다는 기본 원리를 이용한다. 인바디 기기의 금속 부분에서 인체에 미세한 전류를 통과시킬 때 발생하는 저항값(임피던스)을 계측하여 인체의 구성 성분인 체수분, 단백질, 무기질, 지방을 측정한다.
지구과학·천문우주
Q. 무지개 색은 왜 7 가지로만 보일까요.
안녕하세요. 이찬호 과학전문가입니다.백색광을 프리즘으로 색 띠로 분광하는 실험을 실시한 뉴턴은 무지개 색을 7색으로 결정했습니다. 원래 무지개의 기본색은 적 황 녹 청 보의 5색으로 되어 왔습니다만, 이 5색에 과일 오렌지의 오렌지색(주황색)과 식물 염료인 인디고의 색(남색)을 더해 7색으로 했다고 합니다. 그 7색을 차례로 늘어놓아 보면 빨간색, 주황색, 노란색, 초록색, 파란색, 남색, 보라색이 됩니다. 사진을 보면 분광된 빛을 확대하여 무지개 색의 변화를 알 수 있습니다. 감마 보정을 걸어 색의 변화를 알기 쉽게 해 보았습니다. 서로 다른 7색을 거의 확인할 수 있다고 생각합니다만, 색의 변화 자체는 연속적입니다. 뉴턴도 색과 색 사이는 색이 무한히 변화하고 있다고 했습니다만, 왜 7색으로 결정했을까요? 뉴턴이 무지개를 7색으로 결정한 당시는 '7'은 신성한 숫자로 여겨졌습니다. 성경에도 7은 많이 나옵니다. 또, 음악의 옥타브도 도레미파솔라시의 7음계 입니다. 이러한 점에서 아름다운 무지개도 7가지 기본 색상으로 이루어져 있다고 생각하기로 한 것입니다. 그러나 무지개 색이 어떤 색으로 보이는지는 과학 문제가 아니라 문화 문제입니다. 어떤 색으로 보일지가 아니라, 어떤 색으로 보는가 하는 것입니다. 실제로 미국은 6색, 독일은 5색, 인도네시아는 4색, 대만은 3색으로 생각한다고 합니다. 아이가 그린 무지개가 7색이 아니어도 큰 문제는 없습니다. 오히려 선입관 없이 어떻게 보이고 있는지를 그대로 그리는 것이기 때문에 무지개는 7색이라고 정정할 필요는 없습니다.
지구과학·천문우주
Q. 서해에서 심해어종인 산갈치가 발견되었다고 하는데. "산"자에 특별한 의미가 있나요?
안녕하세요. 이찬호 과학전문가입니다.거대한 크기와 화려한 생김새 때문에 대한민국에는 '하늘의 별이 내려와 산갈치가 되었다.'는 전설이 있다. 산 위의 별이 15일 동안은 산에서, 15일은 바다에서 살기 때문이라는데, 이 전승에 의하면 '살아있는' 갈치가 아닌 '산(山)'갈치라고 한다.
화학
Q. 맥주를 마시면 왜 화장실에 자주가나요?
안녕하세요. 이찬호 과학전문가입니다.가장 큰 원인은 알코올은 우리몸에 들어가면 오줌이 마렵게 느끼도록 하는 이뇨작용을 하게 됩니다. 술의 가장 많은 성분은 바로 수분이므로 다량의 수분이 원료인 술을 계속해서 마시게되면 이뇨작용으로 마실수록 소변이 자주 마렵게 되는 것입니다.중요한 점은 이뇨작용이라고 해서 알코올이 바로 소변을 통해서 몸밖으로 배출되는 것이 아니라는 점입니다. 알코올은 우리몸에 들어오면 5%가량은 입술과 구강점막을 통하여, 20% 정도는 위에서 그리고 나머지 75%는 소장에서 흡수가 됩니다. 이렇게 흡수된 알코올은 내장기관에서 혈관을 통하여 흡수 온몸을 돌게되고 간에 의하여 알코올 분해가 이루어지는 것입니다.이렇게 알코올이 흡수된 수분들은 콩팥으로 보내져서 여과작용을 거쳐 소변으로 만들어지게 되는 것입니다. 즉, 맥주를 많이 마신다고 맥주가 신장으로 보내져서 요도를 통해 바로 배출되는 것이 아니라는 것입니다.이렇게 콩팥에서 소변으로 만들어진 수분들은 방광으로 이동하게 되어 250ml 이상이 모여지게 되면 척수로 소변이 마렵다는 신호를 보내게되고 몸밖으로 배출이 되는 것입니다. 즉, 술을 마실때 화장실을 자주가는 사람은 이뇨작용에 의하여 수분을 자주 배출하는 능력을 가진 사람이고 이는 다르게 해석하면 알코올흡수력이 뛰어나다고 할 수 있는 것입니다.
화학공학
Q. 플라즈마란 어떤원리로 작용하는 물질인가요?
안녕하세요. 이찬호 과학전문가입니다.우리가 물을 끓이면, 수증기가 되듯이 기체에 아주 고온을 가해주게 되면 플라즈마가 되게 됩니다. 또한, 플라즈마는 열 뿐만 아니라 전자기를 이용해서도 만들수도 있는데요. 그래서 플라즈마는 2가지의 종류로 나뉘게 됩니다. - 고온 플라즈마 : 열을 통해서 플라즈마가 생성된 것 ex) 태양- 저온 플라즈마 : 전자기를 이용해서 저온에서 플라즈마가 생성된 것 ex) glow 방전 지구에서 고온 플라즈마를 만들어내는 것은 쉽지가 않은데요. 엄청나게 고온의 환경을 만들어내는 것이 엄청나게 많은 에너지를 필요로하기 때문입니다. 그래서 플라즈마를 이용하는 장비들은 모두 저온 플라즈마를 이용해서 플라즈마를 만들어내게 됩니다.