안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주는 온도가 매우 낮은 것으로 알고 있습니다. 그런데 태양이러한 것이 있는데 왜 우주의 온도가 낮은지 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.우주의 최고 온도에 대한 가장 정직한 답은 플랑크 온도, 즉 142노우닐리온*(1.42×1032) 켈빈(K)이다. 이것이 현대 입자물리학 표준 모델에서 허용하는 최고 온도다.다만 열은 입자들의 상호작용을 통해 열평형 상태를 이룰 때에만 방출된다. 이런 이유로 대다수 우주물리학자들은 우주 역사상 가장 높았던 온도는 플랑크 온도보다 훨씬 낮았을 것으로 추정한다. 빅뱅 직후 우주가 급격히 팽창하면서 입자들끼리 상호작용할 시간적 여유가 없었을 것이라는 판단에서다. 즉 빅뱅 순간의 우주는 온도가 없었다고 보는 것이 타당하다.
토목공학
Q. 현수교는 포물선의 형태인데 왜 현수교인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.교각과 교각사이에 철선이나 쇠사슬을 건너지르고 이줄에 상판을 매어단 교량이다. 일반적으로 현수교의 주요한 구성요소는, ① 주요 인장재인 주케이블, ② 주케이블의 장력을 대지로 이끄는 앵커 부분, ③ 주케이블의 최고점을 지지하는 강제 또는 철근 콘크리트구조 등의 탑, ④ 보강형(플레이트거더 또는 트러스), ⑤ 보강형을 주케이블에 매다는 현수재의 5가지이다. 또 보강형의 종류에 따라 현수교를 분류할 수가 있다. 전형적인 현수교에서는 보강형은 그 양끝이 받쳐져 있지만 이 형의 중앙에 힌지(hinge)를 넣은 것도 있다. 또 보강형을 탑 사이에 단지 하나만 가지고 있는 것도 있고 탑의 외측에 각각 보강형을 갖춘 현수교도 가끔 볼 수 있고, 3개의 보강형을 연속시킨 현수교도 많다. 이상과 같은 현수교에서는 주케이블이 대지로 이끌어져서 앵커블록에 연결되어 있으며, 이와는 좀 달리 연속보강형의 양끝에 주케이블을 연결한 현수교도 있는데 이것을 자정식(自定式) 현수교라 한다.
토목공학
Q. 셰일오일과 셰일가스를 캐기위해서 물이 많이 필요한 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.이 방법은 시추관을 직선이 아닌 측면으로 꽂아 넣어 시추관을 통해 물을 강하게분사하여 세일층 안에 있는 셰일가스를시추하는 방식인데요그방법은 물이 셰일암석층 틈으로 훌러들어가면서 특수 약품이 셰일가스와 결합하여 셰일가스가시추관에 흘러 나오면 그것을 체굴하는 방법이였습니다
지구과학·천문우주
Q. 지구과학 용어 중에 사화산이 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.화산활동 기록이 없는 화산이다. 기존에 화산을 활화산·휴화산·사화산의 세 가지로 분류하는 법은 모순되고 불합리한 점이 많아 쓰이지 않고 있다. 오늘날에는 장래에 활동할 염려가 있는 화산을 활화산(종전의 활화산·휴화산과 일부 사화산)이라 하여 그 밖의 화산과 구별하는 것이 보통이며, 사화산이라는 말은 쓰이지 않는다.사화산을 단정하는 것은 상당히 어렵다. 아주 오랜 기간 동안 활동이 없어 사화산으로 여겨졌던 화산이 다시 활동을 재개하는 일도 종종 있어왔다. 최근의 예로는 알래스카주에 있는 포피크드산(Fourpeaked Volcano)가 있다. 이 화산은 약 1만 년간 활동이 없어 사화산으로 여겨졌다가 2006년 9월 화산활동을 시작하여 활화산으로 인정되었다.
지구과학·천문우주
Q. 햇빛을 눈으로 주시하면 눈이 부신 이유가 있을까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.눈부심의 원인은 아래와 같습니다.과도한 빛이 눈에 들어올 경우망막 시각세포의 과도한 자극시신경에 대한 과도한 충격중추신경계통의 과도한 반응눈부심은 상당히 정상적인 반응이지만 과도한 눈부심은 기질적 원인이 있을 수 있어 항상 모든 가능성을 열어두고 진단해야 합니다.
생물·생명
Q. 인간의 뇌는 왜 10%밖에 사용하지 못하나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.뇌 연구에 쓰이는 방법 중, 전극 다발을 뇌에 삽입하 여 뇌의 신경세포의 활동을 측정할 수 있는 기술이 있습니다. 만약 뇌에서 90%의 세포가 쓰이지 않는 다면 10번 중 9번 정도는 아무 활동이 없는 신경세 포가 측정되어야 하지만 실제로는 그렇지 않습니다.신경세포는 사용하지 않으면 퇴행하여 변성하는 경 향이 있다고 합니다. 그렇기 때문에 만약 90%의 세 포를 사용하지 않는다면 실제로 인간의 뇌를 해부해 보았을 때 다량의 세포들이 변성된 형태를 보여야 합 니다.그러나 실제로는 전혀 그렇지 않으며 극히 일부만 변성되고 나머지는 정상 세포의 모양을 하고 있는 것으 로 보아 거의 100%의 세포가 사용된다고 볼 수 있습니다.또한 PET나 fMR| 등의 뇌의 활동을 눈으로 볼 수 있 는 기술로 뇌를 들여다보면 간단한 작업을 할 때에 도뇌의 여러 부분의 활동이 필요한 것이 밝혀졌고, 심지어는 잠든 동안에도 뇌에서 필요한 여러 부분이 활성화된다고 합니다.
화학
Q. 유기물에 열과 압력을 가해 인공적으로 석탄을 만들 수 없나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.자연의 조건처럼 열괴 압력을 가한다 하면 상당히 오랜 기간동안 진행해야 합니다. 그럴만큼 석탄의 가치가 있을지 의문입니다.
물리
Q. 탄도의 계산방법이 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.최대 사거리와 최대 고도 비행 시간일 것이다 . 이것은 다음 식으로 산출한다. 소요시간 = 14.4[s] = (2 * 초기속도[m/s] * sin (사각)) / 중력가속도[m/s^2] 최대탄고 = 254.9[m] = (초기속도^2[m^2/s^2] * sin^2 (사각)) / (2 * 중력가속도[m/s^2]) 최대사거리 = 1019.8[m] = (2 * 초기속도^2[m^2/s^2] * cos (사각) * sin (사각)) / 중력가속도[m/s^2] 이렇게 구하면 된다. 이제 공기중의 탄도계산을 해보자 이건 공기중의 탄도 계산이기 때문에 고려할 사항이 많다. 탄환형태 : 구 중력가속도 : 9.806 [m/s^2] 공기밀도 : 1.225 [kg/m^3] 초기발사속도 : 100 [m/s] 발사각 : 45도 비중 : 7.8 부피 : 1.13 * 10^-7 [m^3] 질량 : 0.88 [g] 항력계수 : 0.000155 (실험적으로 알아냄) 항력은 아래 식으로 계산한다. 항력[N] = 0.5 * 항력계수 * 속도^2[m^2/s^2] * 특성면적[m^2] * 유체밀도[kg/m^3] 이 항력으로부터 가속도를 구하고 이 가속도로부터 속도를 다시 구하고 그 속도로부터 거리를 구하고 반복 반복~~~~~~~~(수학 실력이 모자라서 0.1초단위로 다 구하였다. 거리 식은 따로 제시하지 않겠다. 알아서들 구해 보시길,,,,,, 그리고 진공 탄도에서 수학적으로 구한 최대 사거리와 탄고, 체공시간 수학적으로 엄밀해를 구하는데 실패했다. 누구 엄밀해 구할수 있으면 조언좀~~~~~~~~ 그리고 계산할 때 물리적 차원이 중요하다. 그래서 식에 모두 단위가 달려있음)
전기·전자
Q. 새는 정봇대 전선에서 어떻게 감전이 되지 않나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.전기줄 위의 새가 감전되지 않는 이유를 간추려보면1. 전기줄이 고무와 같은 절연체로 싸여 있어서 입니 다.즉, 참새의 몸이 전류가 흐르는 구리선에 직접 닿지 않2 참새의 몸이 땅과 닿지 않아서 입니다. (열린 회로= 개회로)전선은 땅에 대해서 일정한 전압이 걸려 있는데, 참새는 전선과 땅에 함께 닿지 않았기 때문이지요.전선의 전압은 수천 수만 볼트이고 지표면(땅)은 전압이 0 이기 때문에전선을 붙들고 땅을 디디면 전위차가 수천 수만볼트가 되어 전류가 새의 몸을 타고 흐르게 됩니다.전선 위의 참새의 경우에는 전기가 흐를 곳이 없기 때 문에 전기가 참새의 몸을 타고 흐르지 않는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 빛이 휘기위해선 어느정도의 질량이 필요한가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.아인슈타인은 중력에 의하여 시간이 휘어진다고 언급하는 것이다. 아인슈타인이 언급하는 중력에서 중력과 가속도는 같은 같은 것이라고 언급하는 것이다. 그렇기 때문에 중력 가속도의 크기만큼 가속하는 가속계 내의 물체와 중력을 받는 물체는 같은 것이며 수학적인으로 같은 값인 것을 증명하였다. 그렇기 때문에 우주선이 우주를 향하여 날아갈 때에 우주선의 가속도와 중력은 같은 값인 것이다. 그런데 여기에서 빛이 휘어진다는 실험을 하는 것이다. 우주선이 우주를 향하여 날아갈 때에 우주선 안에 전등을 켜서 빛을 확인하면 빛이 직선 운동을 하지 않고 가속도 운동만큼 휘어진다는 것이다. 그런데 여기서 가속도는 중력과 같기 때문에 빛이 중력에 의하여 휘어졌다고 언급하는 것이다.그런데 우주선에서 빛이 휘어지는 것은 중력과의 관계나 우주선의 가속도와의 관계가 아닌 것이다. 우주선에서 빛이 휘어지는 것은 우주선의 속도와 관계인 것이다. 우주선이 우주를 향하여 날아갈 때에 우주선의 가속도는 중력을 뚫고 올라가 가기 때문에 우주선에 있어서 중력과 가속도는 같은 것이다. 그렇다고 해서 우주선이 가속도로 우주를 향하여 날아간다고 하여서 빛이 우주선 안에서 중력에 의하여 휘어진다고 할 수 없는 것이다. 중력과 가속도는 중력을 뚫는 가속도의 힘, 에너지에 있는 것이며 그와 같은 중력과 가속도의 힘을 수학적으로 같은 값인 것을 계산하는 것이다. 그렇기 때문에 중력과 가속도의 힘이 같은 것이지만 중력과 가속도가 실제성으로 같은 것이 아닌 것이다.필자는 우주선에서 빛이 휘어지는 실험에 대하여 다음과 같이 언급하는 것이다. 첫째, 그와같은 우주선이 우주를 향하여 날아갈 때에 매우 빠른 속도로 날아가는 것이다. 그렇기 때문에 빛이 우주선 안에 들어올 때에 직선 운동을 하면서 들어 오지만 우주선의 빠른 속도에 의하여 빛이 휘어지는 것과 같이 보이는 것이다. 둘째, 우주 밖으로 나갈 때까지는 우주선 안에서도 지구의 중력을 받기 때문에 우주선 뒤쪽으로빛이 휘는 것이다. 셋째, 우주선 안에서 어떤 실험을 하여도 우주선 뒤쪽으로 힘을 받는 것이다. 그렇기 때문에 우주선 안에서 실험을 하는 물체들이 뒤쪽으로 힘을 받는 것은 물체들이 우주선 안에서 지구의 중력을 받기 때문인 것이다. 아인슈타인의 중력에 의하면 중력은 공간이 휘어졌기 때문에 휘어진 공간의 효과로 물체가 휘어진 공간을 따라 운동하는 것이다. 그렇다면 우주선 안에서도 지구에 의한 우주선 안의 공간이 휘어져서 우주선 뒤쪽으로 힘을 받는다는 것인가? 그와 같은 것은 휘어진 공간의 중력 때문이 아닌 것이며 위로 올라가는 우주선의 가속도에 의하여 뒤로 밀리는 물체들의 작용과 반작용의 법칙-여기에서는 정지하고 있는 물체는 계속 정지하려는 속성이 있는 것이다. 그런데 우주선이 앞으로 나가기 때문에 우주선 안에 있는 정지하고 있는 물체는 우주선이 앞으로 나가려는 운동의 반작용으로 뒤로 밀리는 것이다. 그와 같은 작용과 반작용은 우주선 안에 있는 물체가 바닥 등에 닿아 있을 때에 발생하는 것이다-과 지구의 중력에 의한 것이다. 그렇기 때문에 우주선 안에서 빛이 휘어진다는 것은 휘어진 공간의 중력이나 가속도와는 거의 관계성이 없는 것이며 우주선의 빠른 속도 때문에 직선 운동을 하는 빛이 우주선 안에서 뒤쪽으로 휘어지는 것과 같이 보이는 것이다. -빛은 우주선 안에서도 우주선 밖에서와 같이 직선 운동을 하는 것이다. 그런데 우주선 안에서는 우주선의 속도 때문에 빛이 휘어지는 것과 같이 보이는 것이다.