안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
생물·생명
Q. 탄소를 주로 흡수하는 건 나무 보다는 바다에 있는 플랑크톤이라고 과학 비디오에서 봤는데요 그러면 플랑크톤이 탄소를 먹어서 흡수하는 건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.자연 작용을 활용해 기후 위기에 대응하자는 해법 제시도 있어요. 그중 하나가 고래 숫자를 늘리는 방법입니다. 고래는 지방과 단백질로 이루어진 거대한 몸집 안에 엄청난 탄소를 흡수, 저장하고 있어요. 여기에 더해 고래가 내보내는 배설물 안에는 철이 바닷물보다 1000만 배 이상 많이 들어 있다고 해요. 고래가 배설물을 내보낸 근처는 식물성 플랑크톤이 늘어나 대기 중 탄소를 광합성 작용으로 흡수하지요. 고래는 죽은 후에는 아주 천천히 바다 깊이 가라앉는데, 이 과정에서 고래 몸 안에 있는 탄소가 오랫동안 대기로부터 격리되는 효과가 나타난답니다.
전기·전자
Q. 원자력의 연력 효율에 대하여 궁금합니다
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.원자력 발전소는 다른 발전 방식에 비해 매우 높은 에너지 효율성을 가집니다. 원자력 발전은 핵연료의 높은 에너지 밀도를 활용하여 많은 양의 전력을 생산합니다. 이로 인해, 발전량 대비 연료 사용량이 줄어들고, 낮은 운영비용을 기록하게 됩니다. 또한, 원자력 발전은 기후 변화에 대한 우려로 인해 점점 중요해지고 있는 이산화탄소 배출량이 적은 것으로 알려져 있습니다. 이런 장점으로 인해 원자력 발전소는 효율적인 에너지원으로 각광받고 있습니다. 36년간 1천130만t의 석탄을 사용해 총 1천950만㎿h를 발전했다"라는 뉴스기사를 인용해 계산해보면1W = 약 860cal이니 그동안 만들어낸 전력량을열량으로 바꾸면 1천950만㎿h = 1,677,000,000,000 kcal전력통계정보시스템에 올라온 무연탄 발열량은영월화력 운영기간인 1965년부터 2007년 사이에최소 3400~4700kcal 까지 널뛰는데연간소비량 비율을 조합해서 평균 4153kcal/kg으로 잡으면그동안 태운 무연탄의 열에너지는 1천130만t = 4,692,890,000,000 kcal둘을 가지고 나누면 약 35.73%의 발전효율을 냈었고발전효율에는 보일러의 열효율이나 발전기 효율그리고 발전소 자체소비전력량이 포함된 수치이니증기터빈의 열효율은 40%에 근접했을 것이다.그후 거의 30년이 지나 1993년부터 총 20기가 건설된 500MW급 표준화력발전소는주증기압력 255kg/cm^2에 온도 541℃로 증기조건을 높혀증기터빈 열효율이 약 46%
전기·전자
Q. 루미놀 반응이라는 것은 어떤 원리로 나타나는 현상인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.루미놀(영어: luminol)은 다양한 용도로 쓰이는 화학발광을 나타내는 화학물질로, 적당한 산화제와 섞으면 푸른 빛을 낸다. 이는 흰색에서 노란색 정도의 색을 띠는 고체로, 이온화된 유기용매에 녹으며, 물에는 녹지 않는다. 루미놀은 철과 반응하기 때문에 범죄 현장 등에서 혈흔을 감식하는 데 쓰이며, 생물학자에겐 구리, 철, 시안화물을 검출하는 세포 분석에 쓰인다.혈흔 예비시험법의 하나. 혈흔의 유무가 불분명할 때, 또는 혈흔과 혼동하기 쉬운 반흔이 다수 있을 때, 혈흔 같은 반흔을 신속하게 골라내기 위해서 행하여진다. 화학발광검사법 chemiluminescence이라고도 한다. 원리：루미놀(3–아미노프탈히드라디드)과 과산화수소수의 알칼리 혼합액에 혈색소, 또는 헤민이 작용하면 그 촉매작용에 의해 루미놀이 화학발광하는 현상을 응용한 것. 방법：루미놀시약을 암실내에서 검사물건에 분무해서 형광을 발하면 양성이다. 예민도：혈액을 1만~2만배로 희석해서 발광하기 때문에 예민, 타액, 정액, 변, 요, 담즙, 유즙 등에서는 발광하지 않고 혈액에 상당히 특이적. 오래된 혈흔에서의 반응은 예민하다.
지구과학·천문우주
Q. 연못 물위에 소금쟁이가 떠 다니는 것은 어떤 과학적인 원리가 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.우선 소금쟁이는 가볍습니다. 그리고 발에 털이 나이ㅛ으며, 오리와 갵이 기름기 성분의 털때문에 물에 떠서 걸어다닐 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 시뮬레이션 우주론을 뒷받침하는 근거는 뭐가 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.시뮬레이션 우주론이란 우리가 살고 있는 이 우주의 정체가 사실 거대한 시뮬레이션, 즉 가상으로 구현된 세계라는 내용의 가설이다.일종의 관념론적 사색에서 시작되어 최근에는 그럴듯한 과학적 추측이 덧붙여지기 시작한 주장으로, 대중적으로는 뉴럴링크와 스페이스X 같은 도전적인 과학개발로 유명한 기업가 일론 머스크가 이 주장에 지지를 표하면서 유명해졌다.[2] 그러나 아직까지 이러한 주장은 과학적 방법으로 검증할 수 없기에 변경지대의 과학이라고 볼 수 있다. 철학에서도 이러한 사색은 제1원인론, 즉 모든 것의 위에 있는 원인을 가리키는 것이라 사실상 검증할 방법이 없다고 보아야 하지만, 철학자 닉 보스트롬 등이 이른바 '모의실험 논증'을 시도하면서 주목받았다.철학자 닉 보스트롬이 2003년 논문 "Are You Living In a Computer Simulation?"에서 제안한 논증. 2011년에 수학적인 문제점에 관한 일부 '패치'가 이루어졌다.다만 이러한 방법은 실제 과학적 방법으로 연구될 수 없으므로, 모의실험 논증이 모의실험 가설을 입증할 수는 없다. 하술하다시피 모의실험 가설의 참은 어디까지나 한가지 가능성으로 남을 뿐이다.3.1.1. 전제[편집]보스트롬이 언급하는 모의실험 가설의 전제는 크게 세가지다.의식의 기저 독립성: 심리철학적 전제. 요컨대 우리 인간이 지니는 의식의 기저는 탄소로 이루어진 신경계이지만, 실리콘 기반의 컴퓨터 프로그램을 통해서도 의식을 재현하는 것이 불가능하리라는 법은 없다는 것이다.만약 중국어 방 논증이나 철학적 좀비 논증이 성공적이라면 해당 전제는 의심 가능하다.인류 문명이 발달하다보면 언젠가는 컴퓨터로 의식을 재현해내는 것 또한 가능할 것이다: 물론 현재에는 당연히 불가능하지만 말이다.보스트롬은 당대까지의 뇌과학에서 밝혀낸 것을 고려할 때, 최소 밀리초당 101710 17 회의 연산을 발휘할 수 있는 컴퓨팅 파워라면 인간의 뇌를 재현할 수 있으리라고 추측한다. 그러나 우주 전체를 재현 하려면 단순 계산만으로도 10122정도의 연산이 필요하며, 인간을 구현한다 해도 고지능자는 연산량이 더 많이 필요한 데다가 무엇보다도 사람은 사회생활을 하기에 사람 뇌에 입력되는 수많은 사람과 사회, 역사, 심지어는 기상현상, 지진 같은 지질활동 같은것도 실험을 돌려야 하니 계산량이 미친듯이 오른다. 특히 현대 사회는 정보화, 세계화가 도래하면서 전세계 누구에게든 통신을 걸수 있으니 가능한 1:1 인간관계 숫자만 추려도 무려 80억C2=약3.2×101980억 C 2 =약3.2×10 19 로 위에서 제시한 수치를 훨씬 넘어선다.애초에 컴퓨터로 의식을 구현한다는 의미는 우주 모의실험을 의미하는 게 아니라 컴퓨터가 의식, 영혼, 자아 등을 갖는 인격체가 된다는 것을 뜻한다. [5]밍밍한(bland) 무차별 원칙: 인류 원리의 일종. 보스트롬 본인은 보다 강한 입장을 띠지만, 적어도 현 논증에서는 다음 사례를 받아들이는 것만으로도 충분하다고 본다.이들 세 전제를 받아들일 경우, 적어도 아래 세 가지 명제 중 하나는 참이어야 한다는 것이 모의실험 논증의 결론이다.인류는 지극히 높은 확률로 의식을 재현해내는 수준의 기술력에 미치지 못하고 멸망할 것이다.설령 그런 기술력을 지닌다 한들, 의식을 재현해내는 대규모의 시뮬레이션을 진행할 확률은 지극히 희박할 것이다.모의실험 가설은 지극히 높은 확률로 참이다.보스트롬 자신은 마지막 가능성인 "모의실험 가설은 참이다"가 옳을 확률은 20% 정도일 거라 언급하면서도, 이는 어디까지나 지극히 개인적인 의견임을 분명히 한다. 이는 현실에서는 증명될 수 없는 내용이기 때문이다. 이외에도 보스트롬은 "이게 데카르트의 악마나 통 속의 뇌랑 뭐가 다르냐?", "이거 반증 불가능한거 아니냐?", "이거 유신론이 맞다는 얘기냐?" 등등 여러 질문에 대한 FAQ를 직접 본인의 사이트에 게재했다.
물리
Q. 뉴턴의 관성의 법칙이 실생활에서 사용되는 예는 어떤게 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.실제 세상에서 관성의 법칙 보기: 예들과 분석실제 세상에서 관성의 법칙을 적용한 예들을 살펴보면, 자전거를 타고 브레이크를 걸지 않고 내리막길을 내려갈 때의 상황을 예로 들 수 있습니다. 이때, 알짜힘이 작용하지 않는 한 자전거는 등속 운동을 유지하며 내리막길을 내려갑니다.또 다른 예로는 운동하는 차량이 급정지할 때를 들 수 있습니다. 운전자가 급정지를 하면 알짜힘이 작용하게 되고, 이에 따라 차량은 움직임이 변화하게 됩니다. 이러한 상황에서도 관성의 법칙이 작용하며, 차량의 움직임은 정지 상태로 변화하게 됩니다.관성의 법칙이 우리 일상생활에 미치는 영향관성의 법칙은 우리 일상생활에 많은 영향을 미치고 있습니다. 예를 들어, 자동차에서 급정지나 가속을 할 때 운전자와 승객은 관성의 법칙에 따라 앞으로 던져질 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 우리는 안전벨트를 착용하고 있습니다.또한, 관성의 법칙은 운동과 관련된 다양한 분야에서도 중요한 역할을 합니다. 스포츠에서는 관성의 법칙을 이해하여 효과적인 움직임을 도출할 수 있으며, 엔지니어링 분야에서는 구조물의 안정성을 고려하여 설계할 때 관성의 법칙을 고려해야 합니다.
기계공학
Q. 공기 역학이라는 말은 어떤 것을 보고 알수 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.유체역학의 한 부문으로, 기류를 대상으로 하는 학문으로 비행기의 운전과 깊은 관련이 있다. 음속과 기류의 속도의 비율에 따라 공기의 압축성을 고려하여 연구한다.항공기의 응용이 특히 중요하므로 항공역학이라고도 한다. 기류의 속도가 음속의 1/2 이하일 때 공기의 압축성은 무시해도 되므로 연구대상에서 제외시키고, 음속의 1/2 이상일 때 압축할 수 있고 점성을 가진 연속체로서 공기를 다루며, 그 속도범위에 따라 아음속(亞音速)·천음속(遷音速)·초음속 및 극초음속의 공기역학으로 나눈다.한편, 다루는 대상에 따라 날개의 성질을 다루는 날개이론, 프로펠러나 헬리콥터의 회전날개를 다루는 회전날개이론, 진동하는 물체에 작용하는 공기력을 논하는 비정상(非定常) 공기역학, 점성과 그 결과로서 발생하는 난류(亂流)를 다루는 경계층이론 및 난류이론 등 여러 종류가 있다.
화학
Q. 재채기의 순간 풍속은 얼마나 될까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.재채기는 몸속에 들어온 이물질3)을 내보내려는 우리 몸의 반사 작용이에요. 재채기를 할 때는 굉장히 빠른 속도록 숨을 내뱉어요. 우리가 평소에 내쉬는 숨의 속도는 시속 10~20킬로미터(km) 정도이고, 기침을 할 때는 시속 200~400킬로미터(km)예요.또 재채기를 할 때는 시속 320킬로미터(km)에 달해요. 태풍의 속도가 시속 120킬로미터(km)정도이니, 재채기의 속도는 태풍보다 약 3배 빠른 셈이에요.
지구과학·천문우주
Q. 쿠로시오 해류가 염분이 높은 이유가 뭐에요..??
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.쿠로시오 해류(일본어: 黒潮 구로시오[*])는 세계 최대의 난류인 멕시코 만류 다음으로 큰 해류로, 태평양 서부 타이완섬 동쪽에서 시작해서 북쪽으로 일본을 거쳐 흐른다. 일본 동쪽에서 오야시오 해류와 만나 동쪽으로 향하는 북태평양 해류가 된다. 해류의 일부는 동해로 흘러들어 대마난류가 된다.수면의 온도는 여름에 약 30℃, 겨울에 20℃ 이하이며, 수면의 염분은 여름에 약 34.8‰, 겨울에 34‰ 이하이다. 쿠로시오 해류는 투명도가 높아 검푸른색으로 보이기 때문에 검은색의 조류라는 의미로 쿠루시오[黑潮:흑조]라는 이름으로 불리게 되었다. 계절에 따라 차이를 보이는데 5~8월에 가장 강하고 늦여름과 가을에 약화되며, 1~2월에 강해지다가 이른봄에 다시 약해진다.
지구과학·천문우주
Q. 공기는 왜 지구밖에 없는 것일까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.우선 지구는 태양과의 거리가 적당해서 동식물들이 생성되었고, 수소, 산소 등 공기가 만들어 질 수 있었습니다. 다른 행성들은 온도가 너무 높거나 추워서 생명체가 살아갈 수 없다보니 공기가 있다해도 산소가 아닌 헬륨같은 것들이 많습니다.