안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
지구과학·천문우주
Q. 천왕성이 누워서 자전한다는 말이 무슨 말인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.천왕성의 자전은 매우 특이하다. 다른 행성과는 전혀 다르게, 자전축이 거의 황도면에 누워 있는 형태로 자전을 한다. 즉 천왕성의 적도면은 공전궤도면에 약 98° 기울어진 역회전을 하고, 주기는 약 -17시간 정도(‘-’는역회전임을 뜻한다.)이다. 이 자전주기를 구하는 방법에는 많은 어려움이 있었다.자전축이 너무 기울어져 있는 탓에 도플러 효과를 적용하는 데 한계가 있었고, 지상관측을 통해 계산한자전주기는 오차가 있었다. 적외선 관측으로 실제 자전주기에 거의 근접한 값을 얻게 되었으나, 최종적으로는 보이저의 자기장 측정에서 천왕성의 자전주기를 결정할 수 있었다.자전축의 기울기로 인해 극 주변이 적도 주변보다 많은 태양열을 받지만 신기하게도 전체적으로 온도가 균일한데, 이 이유는 아직 해명되지 않았다.천왕성은 태양으로부터 약 28억 8천만km 떨어진 곳에서 공전을 하고 있고, 공전주기는 대략 84년이다. 천왕성도 역시 다른 행성들과 같이 타원의 형태로 태양을 공전하고 있고, 태양과 가까울 때는 약 27억 4천만km, 멀리 있을 때는 약 30억km까지 떨어진다. 그리고 다른 행성들에 비하여 느린 속도인 약 6.8km/s로 공전을 한다.
토목공학
Q. 교각 위와 터널 입구와 출구에 얼음이 더 잘 생기는 이유가 궁금해요.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.얼음이 잘 생기거나 잘 안 녹는 이유는 그곳들이 햇빛이 잘 들지 않거나 몰이 잘 고여있는 곳이기 때문입니다.
지구과학·천문우주
Q. 겨울철에 관측할 수 있는 별자리는 무엇이 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.겨울철 밤하늘은 다른 계절보다도 유난히 별이 많으며 볼 것도 풍성하다. 안드로메다은하와 오리온성운 , 플레이아데스산개성단과 히야데스 산개성단 등 맨 눈으로도 볼 수 있는 은하와 성운 및 성단이 있는가 하면, 오리온자리의 베텔기우스, 리겔, 큰개자리의 시리우스, 작은개자리의 프로키온, 황소자리의 알데바란, 마차부자리의 카펠라 등 보석처럼 밝은 별들이 하늘을 가득 채우고 있다. 춥다는 사실만 제외하면 밤하늘도 맑아 별자리를 관측하기에는 가장 좋은 계절이다.겨울철의 별자리오리온자리, 큰개자리, 작은개자리, 토끼자리, 에리다누스자리, 황소자리, 쌍둥이자리, 외뿔소자리, 마차부자리, 게자리
지구과학·천문우주
Q. 태양계에서 행성이 더 생길 수도 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.행성은 수명이 다 하면 폭발해서 없어지기도 하고 주변 물질들이 모여서 만들어 지기도 합니다. 새로 생길 가능성도 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. "오무아무아"의 속도가 빨라진 이유가 밝혀 졌나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.오무아무아의 엄청난 이동 속도도 과학자들의 궁금증을 자극했다. 오무아무아는 태양계를 지나갈 때 속도가 무려 시속 약 31만 5000㎞에 달했다. 태양계를 향해 날아오는 혜성의 속도는 크기에 따라 다르겠지만 2021년 12월 지구를 최근접해 지나간 레너드 혜성의 속도가 시속 25만㎞였다는 점을 떠올리면 오무아무아의 속도는 놀랍다.미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 화학과, 시카고대 지구물리과학과, 코넬대 천문학과, 칼 세이건 연구소 공동 연구팀은 성간물체인 오무아무아의 속도의 비밀을 밝혀내고 그 결과를 과학저널 ‘네이처’ 3월 23일자에 발표했다.보통 태양계로 날아드는 혜성은 먼지나 얼음조각, 돌멩이로 만들어져 태양에 가까워질수록 가스와 먼지를 방출하면서 뒤쪽으로 불꽃과 긴 꼬리가 만들어진다. 가스가 방출되면서 혜성의 가속도를 높이는데 오무아무아에서는 혜성 활동의 전형적인 흔적을 찾을 수가 없을 뿐만 아니라 혜성의 일반적인 비행 속도를 넘어선다. 이런 점들 때문에 과학자들이 오무아무아의 본질을 정확하게 파악하는 데 어려움을 겪었다. 확대보기▲ 미국의 원시 소행성 탐사선 오리시스 렉스가 찍은 소행성 베누의 근접 이미지. 베누는 일본 하야부사2 탐사선이 착륙한 소행성 류구와 놀라울 정도로 닮았다. NASA고다드우주비행센터 제공연구팀은 실험과 관측 데이터를 분석한 결과 오무아무아 내부에 갇혀 있는 고밀도의 ‘분자 수소’가 태양에 가까워지면서 빠르게 배출되면서 엄청난 속도가 만들어진다고 밝혔다. 오무아무아는 겉모양은 암석이지만 내부에 분자 수소가 가득한 것으로 연구진은 예측했다.
전기·전자
Q. 음주 측정기는 어떻게 수치를 알 수 있나요 ??
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.음주 측정기의 작동 원리는 혈액 속에 들어있는 알코올의 농도를 측정하는 것입니다. 사람이 술을 마시면 체내로 들어간 알코올의 90%는 위와 장에서 흡수되고, 나머지 10%는 호흡, 땀, 소변으로 배출됩니다. 장에서 흡수된 알코올은 혈액으로 들어가서 폐로 이동하고, 폐에서는 산소와 이산화탄소를 교환하는 과정에서 호흡과 함께 알코올도 일부 배출됩니다. 따라서 숨 속에 들어있는 알코올의 양은 혈중 알코올 농도와 비례합니다.음주 측정기에는 백금 전극이 달려 있는데, 이 전극에 숨을 불어넣으면 숨 속의 알코올이 백금과 반응하여 아세트산으로 산화됩니다. 이때 전자가 생기고 전자의 흐름이 전류가 되어 전압을 만듭니다. 숨 속의 알코올이 많을수록 전류도 강해지고, 이 전류의 크기를 측정하여 혈중 알코올 농도를 계산합니다. 이러한 방식을 전기화학적 측정방법이라고 합니다.
화학
Q. 온수나 냉수의 질량이나 부피차이는 어떻게 되나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.온수, 냉수 든 동일한 양에 대하여 온도가 다를 경우 질량의 차이는 없습니다. 다만 온도에 따른 부피의 차이는 발생합니다.
지구과학·천문우주
Q. 과학계에서는 "오무아무아" 를 무엇이라고 결론 내린건가
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.인류의 관측 이래 최초로 태양계 내에서 확인된 성간 천체로, 성간 천체라는 말은, 태양계 내부에서 순환하는 것이 아니라 태양계 바깥의 외계에서 유입되어 온 것이란 의미이다. 기존의 혜성이나 소행성 등은 모두 태양계 내부를 공전하는 천체이지만, 오우무아무아의 경우는 그 존재가 태양계 바깥에서 날아들어온 것으로 확인되었다. 사실 지금도 양성자나 빛, 감마선, 우주선 같은 것들은 태양계 외부에서 잘만 유입되긴 하지만, 이만한 돌덩이(혹은 얼음)가 날아들어온 것으로 관측된 것은 처음이다. 지구의 과학자들이 발견한 시점 이전에 태양에 매우 가까이 접근했다. 일반적으로 성간 천체들의 접근 빈도를 고려했을 때 이는 상당히 가까이 접근한 편이다.첫 발견 당시에는 혜성으로 판단되어서 C/2017 U1이라는 명칭이 붙었으나 혜성 코마의 흔적이 없었기 때문에 소행성으로 재분류되었으며 명칭도 A/2017 U1이 되었다. 이것은 혜성에서 소행성으로 재분류된 세계 최초의 사례이다.이후 태양계 내의 천체가 아닌 성간 천체였음이 재확인된 이후에는 상술한 바와 같이 이름까지 붙어 1I/ʻOumuamua로 지칭하게 되었다. 1은 처음으로 발견되었다는 의미, I는 성간 천체를 분류하는 기호다.[13] ʻOumuamua(오우무아무아)는 하와이어 ʻOu와 mua를 2개 연결해서 만든 이름으로 의미는 먼 곳에서 찾아온 메신저라는 의미다. 초기에는 아서 C. 클라크의 소설 라마와의 랑데부에서 따온 '라마'라는 이름이 제안되기도 했다.2. 특징[편집]태양계 내의 소행성들과 비교해도 상당히 이질적인 형상의 천체다. 장단축 비율이 초기 관측치에 기반한 추정으로도 약 6.6:1이며, 30:1까지 제기되었는데[14], 이는 인공위성과 같은 인공 천체를 제외하면 태양계 내의 그 어떠한 천체에서도 찾아볼 수 없는, 바게뜨빵 모양 이상의 극단적인 비율이다. 이 비율이 높기로 잘 알려진 왜행성 하우메아도 2:1 정도고[15] 관측된 다른 소행성들 중에서도 이 비율이 3:1을 넘는 소행성은 드물다.[16]다만 생김새만 기묘한 편이고 표면 구성 물질은 의외로 다른 태양계의 소행성들과 큰 차이는 없는 편으로 표면이 상당히 붉고 표토 구성 물질은 태양계 내의 D형 소행성들과 유사한 편이다.처음 발견 당시 지구 근처에서 44.2km/s(마하 128.863)라는 무지막지한 속력으로 태양계 밖으로 나가는 것으로 포착됐다. 이후 지속적인 관측을 통해 거문고자리, 직녀성 베가 방향에서 60만 년 걸려서 태양계에 도달했다는 사실을 알아냈지만, 60만 년 전에 베가는 현재 관측되는 자리에 없었기 때문에 본래 어떤 항성계에서 기원했는지는 불명확하다.2018년 9월 발표된 바로는 4개의 후보 항성계가 있으나 그 중 2개 항성의 최소 접근 거리가 0.5파섹 이상이다. 그나마 최소 접근 거리가 가까운 후보 Gaia DR2 2502921019565490176(통칭 home-3)은 최소 거리가 0.3~1.95 파섹이라 관측 정확도가 낮고, HIP 3757은 최소 거리가 0.53~0.67 파섹이라 정확도가 높은 대신 최소 접근 기준 속도가 24.1~25.2km/s나 된다. 최소 접근 기준 속도가 낮은 천체는 HD 292249로, 9.3~11.2km/s밖에 안 되지만 추정 최소 거리는 가장 큰 1.38~1.87 파섹이다.[17]또한 태양-수성 간 거리보다 더 가까이 접근했음에도 불구하고 표면에 혜성처럼 증발하는 물질이 없었던 것으로 보아 이 천체의 기원은 항성에 매우 근접해서 돌다가 그 중력에 의해 파괴된 행성의 파편이라는 가설이 있다. 또한 극단적인 장단축 비율 때문에, 백색 왜성의 조석작용에 의하여 길쭉하게 늘어나면서 파괴된 행성의 파편이라는 설도 있다. 모항성 주위를 돌던 행성이, 모항성이 항성 진화를 거쳐 백색왜성이 되면 그 조석력에 의해 길쭉하게 늘어나다가 파괴될 수 있다.[18]천체 치고는 크기가 작다. 길어야 겨우 230m 정도인데, 이는 미군이 운용하는 니미츠급 항공모함(317m)보다 작은 크기이다. 새턴 로켓의 길이가 약 110m이고, 국제우주정거장도 약 100m 쯤 된다. 즉, 230m의 크기라면, 지구의 인류라도 인공적으로 충분히 만들 수 있는 크기이다.성간 공간을 질주하고 있으므로 다른 물체와 만난다면 상대적으로 총알의 수 배~수십 배는 넘는 속도로 마주치게 될 텐데 최소 수십만 년, 최대 100억 년 이상은 성간 공간에 있었을 것으로 추정되는 천체가 지금까지 형상을 멀쩡히 유지하고 있다는 것은 오우무아무아를 구성하는 물질들이 기본적으로 밀도가 높은 물질이거나 아니면 둘로 나뉠 만한 크기의 물체와 충돌하지 않았다는 이야기가 된다.이와 관련해서 하버드 스미스소니언 천체물리학센터(CfA)의 에이브러햄 러브 교수와 슈무엘 비알리 박사 연구팀은 "오우무아무아는 어쩌면 외계 문명이 보낸 탐사선일 수 있다"라고 가능성을 제시하기도 했다.(#관련기사) 태양을 지나고 속도가 줄어들 것으로 예상되었던 오우무아무아가 예상외로 속도가 높아진 것을 점을 근거 솔라 세일을 이용하는 고등생명체의 탐사선일 수도 있다는 내용을 논문에 적은 것.(기사/논문) 항성 주위를 도는 천체의 경우 최근접 거리에서 가장 빠른 속도로 이동하며, 근일점을 통과한 후 멀어질수록 속도가 느려지는데 오무아무아는 더 빨라졌기 때문이다. 다만, 기사를 보면 알겠지만 이는 상술한 오우무아무아의 태양 근접 후 속도 변화를 통한 한 가지 추론일 뿐이지 실제 외계인이 만든 물건이라고 단정짓는 것은 아니므로 주의. 참고로 해당 논문에서는 여러 근거들을 열거하고 그중 제일 나중에 언급한 가능성이 외계 문명 기원설이다. 언론에 의해 크게 과장된 면이 있다.여튼, 태양을 지나면서 가속된 것이 보이저 탐사선 등이 사용한 스윙바이처럼 보인다는 점, 거기에 덧붙여 추가적인 가속이 있었다는 점(수소 얼음설이 제기되었던 이유) 등이 상상력을 자극하는 측면이 있다.#
전기·전자
Q. 방수폰은 어떻게 물속에서 작동을 하나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.방수폰의 원리는 기계 내부에 물이 들어가지 않게 실링이나 혹은 실링 테이프를 붙여서 물이 투입되지 않게 하는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 태풍이 올 때 창문에 젖은 신문지를 붙이면 효과가 생기는 과학원리는 무엇인가요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.태풍이 올때 바람이 불면 창문이 흔들려서 깨지기 쉽습니다. 창문에 신문지나 테이프를 붙이면 창문에 가해지는 힘이 분산되어서 깨지지 않습니다.