안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
생물·생명
Q. 비행기가 추락사고가 날 확률은 얼마나될까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.IATA (국제항공운송협회)에서 발표된 통계를 기반하여 작성하겠습니다. 항공기 사고는 지난 몇십 년간 크게 감소하였다고 합니다. 2017년 기준 항공기 추락 사고로 까지 이어질 수 있는 확률은 0.000032%, 약 310만 개 항공편중 1개꼴이라고 합니다. 평균 1년에는 3900만 편의 항공이 있는데요, 2020년도에는 코로나 팬데믹으로 인해 항공편이 급감하여 1890만 편에 그쳤다고 합니다. 실질적으로 본인이 살면서 항공기 사고에 처해질 가능성은 사실 없다고 봐도 무방합니다. 해외 출장이 아무리 잦은 사람이라도 한 달에 10번 정도 비행기를 탈 것이고 이렇게 따지면 본인 인생동안 최대 9,600번의 항공기 탑승이 있을 것입니다. 그 안에 0.000032% 확률로 사고를 당할 가능성은 정말 적습니다. 오히려 고속도로에서 자동차 사고가 날 확률이 훨씬 높다고 볼 수 있겠습니다.
생물·생명
Q. 화석은 어떻게 만들어 지고 어떤게 분석을 할까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.지질시대의 퇴적암 안에 퇴적물과 함께 퇴적된 동식물의 유해나 흔적을 화석이라고 한다. 대다수의 화석은 오랜 세월 동안 땅속에 묻혀 있었기 때문에 단단하다.동식물의 일부 또는 전체가 나타난 경우 체화석이라 하고 발자국, 기어다닌 자국 등의 생활 모습이 나타난 경우 흔적화석이라 한다. 화석이 되기 위해서는 퇴적물 속에 급히 묻히고, 딱딱한 부분(뼈, 이, 껍질 등)이 있어야 하며, 돌처럼 딱딱해 지거나 다른 물질로 바뀌는 등의 암석화작용을 받아야 한다.시상화석과 표준화석산호는 수심이 얕고 따뜻하며, 깨끗하고 잔잔한 바다에서만 산다. 만약 20만년 전의 지층에서 산호가 발견되었다면 그 지층은 과거에 수심이 얕고 따뜻한 바다였음을 알 수 있다. 이처럼 생존기간이 길고 특정한 환경에서만 생존하여, 지층이 만들어진 환경을 알려주는 화석을 시상화석이라 한다.공룡은 지구 여러 곳에서 생활했으나 중생대에만 살았다. 이처럼 생존기간이 짧고 진화속도가 빠르며 여러 곳에서 나타나, 지층이 만들어진 시대를 알려주는 화석을 표준화석이라 한다.화석 이야기영화 '쥬라기공원'를 보면 호박 속에 갇힌 모기에서 공룡의 DNA를 뽑아내 공룡을 복제한다. 이는 현재로는 가능하지 않다. DNA가 최소 100년은 보존되지만 지질시대에 비하면 100년은 엄청나게 짧은 시간이다. 현재 1억 3000만년 전의 땅나무늘보의 뼈에서 DNA를 뽑아내기도 하지만 시간이 오래된 DNA는 조각이나 일부만을 뽑아낼 수 있다.현재까지 발견된 가장 오래된 화석은 호주에서 발견된 지렁이와 비슷하게 생긴 원핵세포의 화석이다.
지구과학·천문우주
Q. 우주에서 핵분열이 일어나는 곳은 어디인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.# 우주 폭발론(Big Bang 이론)의 대두1) 1931년, 르메트르(벨)가 최초로 우주폭발론 제기 신부이며 천문학자였던 르메트르(벨)는 프리드먼(러)과 같이, 아인슈타인의 우주방정식에서 정상우주를 전제로 아인슈타인 자신이 임의로 삽입한 우주상수를 배제한 결과로 우주팽창을 믿었습니다(1927년). 나아가 르메트르는 그의 '우주론'(1931년)에서, '우리우주는 우주 전질량과 에너지를 담고 있던 단일 원시원자(yelm)가 폭발, 서서히 분열하면서 확산되고 있다'는 우주폭발에 의한 '팽창우주모델'을 최초로 제기했습니다. 2) 1905년, 아인슈타인의 E = MC^2(물질과 에너지의 상전이) 1905년 아인슈타인이 특수상대성원리를 발표한 같은 해에, 에너지와 질량이 서로 상전이 될 수 있음을 밝혔죠(E = MC^ 2). 고온고압의 에너지 집적체인 특이점(수소원자 1/10억 크기 & 태양 중심온도 1,500만 도C x 10^25의 고온)이 폭발하여, 에너지의 일부(약 5%)가 쿼크/렙톤을 거쳐 중성자와 양성자로, 그리고 강력을 흡수하여 원자핵을 형성하는 등의 과정을 거쳐 일반물질로 상전이 되어 현재와 같은 우주를 만들 수 있었다는 이론적 근거를 제공해주었습니다.* 아직 미시와 거시적 물리현상을 아우르는 통일장이론(만물이론)이 없으므로, 에너지 상태인 수소원자 1/10억 크기의 특이점이, 양자역학의 시기를 거쳐 어떻게 Big Bang 38만년 이후 물질과 힘의 물리적 관계인 거시우주론이 적용되는 상태가 되었는지 등, 현재 상태까지 변화과정 전체를 물리적 인과관계에 따라 이론적으로 완전하게 설명할 수는 없는 것이 현실이지만요. * 핵분열/융합시 결손질량으로 파생된 핵 에너지 예? - 히로시마에 투하되었던 원자폭탄 little boy의 위력 참고로, 2차 대전 말 1945년 8월 6일 히로시마에 투하되었던 16KT(TNT 16,000 톤)위력의 원자폭탄은, 사용된 800g의 우라늄 235(자원자는 납 207) 중 약 0.9g이 핵분열시 질량결손되어 에너지로 상전이되었는 데(E=MC^2), 이는 TNT 16,000 ton이 동시에 폭발할 때 발생하는 에너지의 위력에 해당한다고 합니다.- 지구의 지열은 지구 내핵으로 침하한 자연방사선 물질의 핵분열 에너지 지구의 지속적인 지열은, 분자구름에서 생성된 행성인 초기 불덩이 지구 시절 지구의 내핵으로 침하한 우라늄이나 토륨 등, 자연상태에서 일정한 반감기를 갖는 자연방사성물질의 핵분열 에너지이며, 조금씩 감소하기는 하지만 앞으로도 40~50억년은 이러한 지열이 계속 공급될 것이라고 합니다.- 태양과 같은 항성 내부에서의 열핵융합시 파생되는 핵융합 에너지 우리의 항성인 태양에서는 매초 약 6억톤의 수소가 5억9,500만톤의 헬륨으로 열핵융합을 하면서, 약 500만톤의 질량결손이 에너지로 바뀌어 태양 내부에 축적되었다가 전자기파의 형태로 우주공간으로 복사되는 것이라고 합니다. 우리가 시각적으로 감지하는 지구상의 태양빛은, 태양이 발산하는 전자기파 중 일부인 가시광선(약 380~800nm의 파장, 전체 전자기파의 극히 일부)입니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구상에서 가장 낮은 온도를 유지하게 하는 방법이 무엇이 있을 까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.대기가 존재하고 태양이 지구를 비추고 있는 한 그렇게 낮게 유지되기는 어렵습니다. 북극, 남극도 영하 100도 이하가 되지 못합니다.
지구과학·천문우주
Q. 썬크림에 지수에는 어떤 과학적 원리가 숨어 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.Q. 자외선차단제는 어떻게 자외선을 막아주나.A. 자외선차단제에는 자외선을 산란시키거나, 자외선을 흡수할 수 있는 자외선 차단성분이 들어 있다. 이 성분은 작용원리에 따라 무기 또는 유기 자외선차단제 성분으로 분류된다.무기 자외선차단제 성분은 피부에 도달하는 자외선을 물리적으로 산란시켜 자외선을 차단하는 성분으로 자외선A 차단에 효과적이나 백탁현상으로 피부가 하얗게 보이는 단점이 있다. 유기 자외선차단제 성분은 피부에 도달한 자외선의 에너지를 흡수하여 자외선을 차단한다. 자외선B를 흡수하는 성분이 많으며 백탁현상이 없는 장점이 있지만 민감한 피부에는 자극을 일으킬 수 있는 단점이 있다. 시중에서 판매되고 있는 자외선차단제는 대부분 무기·유기 자외선차단제 성분을 같이 사용한다.Q. SPF란 무엇인가.A. "자외선차단지수(Sun Protection Factor, SPF)"는 UVB를 차단하는 제품의 차단 효과를 나타내는 지수로써, 자외선차단제를 도포해 얻은 최소홍반량을 자외선차단제를 도포하지 않고 얻은 최소홍반량으로 나눈 값이다.Q. PA란 무엇인가.A. "자외선A차단지수(Protection Factor of UVA, PFA)"는 UVA를 차단하는 제품의 차단 효과를 나타내는 지수로 자외선A 차단제를 도포해 얻은 최소지속형즉시흑화량을 자외선A 차단제를 도포하지 않고 얻은 최소지속형즉시흑화량으로 나눈 값이며 “자외선A 차단등급(Protection grade of UVA, PA)"는 UVA 차단 효과의 정도이다.
화학
Q. 정전기가 심해서 차문을 열때마다 일어나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.우선 정전기 방지제를 뿌려 주시구요. 섬유유연제도 사용해보세요. 금속 물질을 만지기 전에 손을 옷이나 다른 비 금속 물체에 문질러서 정전기를 옷으로 보내 버리고 만지면 됩니다.
토목공학
Q. 잠을 오래자면 원래보다 더 졸리기도 하나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.잠을 너무 많이자면 신체의 리듬이 깨져서 더 피곤한 것입니다. 또 잠을 잘 때에는 깨어있을 때 보다 호흡량이 적어서 잠을 너무 많이 자면 몸 속 이산화탄소 농도가 적정 수준 이상으로 올라가 몸이 더 피곤합니다.
화학
Q. 염색 샴푸의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.혁신 첨단기술을 이용해 만든 샴푸를 두고 대학ㆍ기업과 정부가 맞섰다. 최근 중ㆍ장년층 사이에 화제가 되고 있는 모다모다 샴푸 얘기다. 모다모다는 이해신 KAIST 화학과 교수가 폴리페놀 연구ㆍ개발(R&D)을 통해 만들어낸 세계 최초의 염색 효과 샴푸다. 깎아놓은 사과가 공기 중에 오래 노출되면 갈색으로 변하는 것과 같은 원리를 이용했다. 염색약이 아닌 샴푸만 쓰는데도 흰머리가 흑갈색으로 변한다. 두피 염증과 시력 저하 등 염색 부작용 없이 평소 머리를 감는 방식만으로 염색 효과를 볼 수 있다.
물리
Q. 인체는 왜 졸린경우 하품을 하게 되는 것인가요.?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.하품이란? 하품이란? 하품이란? 하품이란? 하품이란? 하품이란? 하품은 입을 활짝 벌리고 숨을 크게 들이마시고내쉬는 호흡 동작입니다.과학 학술지에서 발표된 새로운 연구에 따르면하품은'뇌 냉각 가설'로, 뇌를 식히기 위해서 하는 행동이라고 합니다.하품을 하면서 발생하는 근육 수축과 깊은 들숨이 머리에서 뜨거워진 피를 가라앉히고 차가운 피로 식히게 만드는 기능을 한다고 설명했습니다.
생물·생명
Q. 새의 조상인 공룡들이 멸종되지 않을 수 있었던 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.조상새라고도 한다. 조류의 화석으로 가장 오래된 것이다. 아르카이오프테릭스속(Archaeopteryx)과 아르카이오르니스속(Archaeornis)의 2속이 알려졌다.이빨과 꼬리뼈 및 앞발톱 그리고 공룡과 매우 비슷한 골격을 가지고 있으면서도 새의 깃털을 갖고 있던 공룡과 새의 중간화석에 해당하는 동물이다. 1861년 독일 남부의 바이에른 지방 졸른호펜(Solnhofen)의 한 채석장에서 처음으로 발견되었으며 이는 쥐라기 말기인 1억 5,000만 년 전으로 추정된다. 시조새의 골격은 새와 공룡의 중간단계에 해당한다는 점에서 새의 기원을 설명해주는 중요한 열쇠의 역할을 하고 있다.몸길이 40~50cm 정도이며, 머리가 작고 눈이 크다. 부리에는 날카로운 이가 나 있고, 앞다리는 날개로 변했으나 날개 끝에는 발톱이 달린 3개의 발가락이 붙어 있다. 꽁지는 20∼21개의 미추골(尾椎骨)로 되어 있고, 이것을 축으로 하여 깃털이 좌우로 늘어서서 붙어 있다. 척추골을 합쳐 모두 50개로 되어 있으나 서로 유착하지 않고 분리되었으며, 늑골의 검상돌기(劍狀突起)도 없어, 공중을 나는 데 아직 충분히 적응되어 있지 않다. 따라서 현재의 조류와 달리 자유로이 날 수가 없고, 글라이더처럼 공중을 활주했던 것으로 보인다. 많은 점에서 파충류의 특징을 가지므로, 파충류와 조류의 중간형에 해당하는 것으로서 파충류가 진화한 최초의 모습이라고 생각된다.시조새의 깃털과 골격 화석을 연구한 결과 시조새가 오늘날의 새처럼 날갯짓을 통해 완전한 비행을 하기에 깃털이 충분히 길지 않고 발의 구조가 새와 같이 나뭇가지를 잡을 수 있도록 만들어지지도 않은 등 하늘을 점령하기에 미흡한 부분들이 있다고 한다. 시조새의 깃털의 최초의 용도는 아마 포유류와 털과 마찬가지로 보온을 위한 것이거나 작은 몸집을 가지고 순간적인 속도를 내기 위하여 공기를 미는 정도의 도구에 그치다가 깃털이 점점 길어지면서 날아오르게 되었을 것으로 생각된다.