안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
생물·생명
Q. 요플레에 들어 있다는 유산균에 대해서 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.유산균을 이용하여 우유를 발효시킨 식품. 쉽게 말해 발효우유[1]. 규범 표기는 요구르트이지만, 요거트라고도 불리며, 대표적인 요구르트 상품으론 빙그레에서 출시하는 요플레가 있다. 카페에서도 요거트가 있는데, 마트에서 파는 떠먹는 요거트가 아니라 스무디 형태이다.요구르트는 야쿠르트와는 다른 제품이다.[2] 둘 다 유산균이 많지만, 제품마다 유산균 종류와 비율이 제각각이라 단순 비교는 어렵다.요즘에는 영어 발음 '요거트'로도 많이 불린다. 다만 그렇다고 '요구르트'가 콩글리쉬인 건 결코 아니고, 오히려 본산지 튀르키예의 원어 Yoğurt[요ㄲ후르트]에 더 가까운 발음은 '요거트'가 아니라 '요구르트'이다.[3]
전기·전자
Q. 도체와 부도체는 알겠는데 반도체는 어떤걸 말하는건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.반도체(半導體, 영어: semiconductor)는 상온에서 전기 전도율이 구리 같은 도체(전도체)하고 애자, 유리 같은 부도체(절연체)의 중간 정도인 물질이다.가해진 전압이나 열, 빛의 파장 등에 의해 전도도가 바뀐다.[1] 일반적으로는 규소 결정에 불순물을 넣어서 만든다. 주로 증폭 장치, 계산 장치 등을 구성하는 집적회로를 만드는 데에 쓰인다.반도체는 매우 낮은 온도에서는 부도체처럼 동작하고 실온에서는 도체처럼 동작한다. 다만 반도체는 부도체처럼 동작할 때와 도체처럼 동작할 때 각각 부도체나 도체와 다른 점이 있다. 부도체하고의 차이점으로는 띠틈이 커 전자가 전도띠로 잘 올라가지 못하는 부도체와 달리 에너지 띠간격이 충분히 작아 실온에서 전자가 쉽게 전도띠로 올라갈 수 있다는 점이 있으며 도체와의 차이점으로는 절대 영도에서 가장 윗부분의 전자띠가 도체처럼 일부만 차 있는 것이 아니라 가득 차 있다는 점이 있다.
생물·생명
Q. 동식물의 유체, 조직, 뼈 등이 분해되지 않고 화석으로 남게 되는 이유를 알려주세요~
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.흔히 뼈가 남았다고 착각하는 경우가 많은데, 사실 화석은 뼈가 아니라 돌이다. 사실 뼈는 오래가거나 심지어는 영구적으로 남는다는 인상이 있지만 뼈도 기껏해야 아무리 길어도 천여 년 정도면 삭아 없어진다.[5] 화석은 뼈의 형태에 광물이 스며들어서 돌로 변질하여 남게 된 것이다. 스티로폼 형상에 흙을 발라 주물을 만들고, 그대로 액체 금속을 부어 스티로폼을 녹여버림과 동시에 금속 형상을 주조해 내는 기법이 이와 매우 유사하다. 스티로폼, 흙, 금속을 각각 원래 생물의 흔적(ex: 뼈), 지층, 광물질로 치환하고 소요 시간을 수백만 년으로 늘리면 그게 바로 화석이다. 그러니 공룡 화석은 지금까지 남아있는 공룡 시체는 아니다. 따라서 일반적인 공룡 화석에서 DNA를 추출하는 건 더더욱 말이 안 된다. 다만 그 흔적이 잘 보존되어 있다면 뼈뿐만 아니라 피부나 장기 조직 같은 것도 광물화해서 현미경으로 자세히 보면 화석 표면에 세포 모양의 흔적이 있어 이를 통해 연구하기도 한다.
생물·생명
Q. 용어중에 초신성이란 단어의 뜻이 궁금합니다
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.초신성(超新星, supernova)은 신성(nova)보다 에너지가 큰 별의 폭발을 의미한다. 초신성은 그 광도가 극도로 높으며, 폭발적인 방사선을 일으키기에, 어두워질 때까지 수 주 또는 수 개월에 걸쳐 한 개 은하 전체에 필적하는 밝기로 빛난다. 이 짧은 기간 동안 초신성은 태양이 평생에 걸쳐 발산할 것으로 추측되는 에너지만큼의 방사선을 방출한다.[1] 폭발의 결과 항성은 구성 물질의 대부분 또는 전체를 토해낸다.[2] 이때 그 속도는 30,000 km/s(광속의 10%)까지 가속되며, 주위 성간 매질에 충격파를 일으킨다.[3] 충격파가 휩쓸고 간 자리에는 팽창하는 가스와 먼지의 껍질이 남게 되고, 이것을 초신성 잔해라고 부른다.
생물·생명
Q. 카멜레온의 몸색깔이 변하는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.카멜레온은 몸 색깔을 자주 바꿀 수 있는 것이 가장 큰 특징으로 꼽힌다. 수십 개 이상의 종이 있는 카멜레온은 변신능력과 가능한 몸 색깔 역시 종에 따라 조금씩 다른 것으로 알려져 있다.카멜레온은 주변 환경에 맞춰서 몸의 색깔을 변화시키기도 하지만, 위장의 목적으로만 그런 것은 아니고 구애를 하거나 의사소통 또는 감정을 표현하기 위해서 몸 색깔을 바꾸는 경우도 많다. 즉 편안하거나 침착한 상태일 때에는 초록색이고, 동요하거나 이성을 유혹할 때에는 노랑 또는 빨강으로 변하며, 화가 나면 검은색으로 변하는 것으로 알려져 있다. 카멜레온 피부의 색은 원래는 자외선으로부터 피부를 보호하기 위해 수단이었다고 하는데, 다양한 목적에 이용되도록 진화한 셈이다.예전에는 다른 동물들과 마찬가지로 색소의 축적이나 분산으로 인하여 피부색이 변화하게 된다고 여겨져 왔다. 그러나 몇년 전의 연구 결과에 의하면 카멜레온의 변신 메커니즘은 피부에서 나노 수준의 결정구조를 바꿈으로써 가능한 것으로 밝혀졌다. 즉 단순히 색소의 변화에 의한 것이 아니라, 빛의 파장별 반사 패턴이나 광간섭 등과 같은 고도의 광학적 특성을 이용하는 셈이다.카멜레온의 피부에는 빛을 반사하는 층이 2개가 있는데, 카멜레온이 피부를 당기거나 느슨하게 하면 피부층에 있는 나노결정의 격자구조가 바뀌게 된다. 매우 미세한 격자(Grating)의 간격과 구조가 변화하게 되면, 이를 반사하거나 간섭하는 빛의 파장 대역 역시 바뀌게 되므로 결과적으로 피부의 색이 변화하는 것이다. 피부에 힘을 주지 않은 편안한 상태에서는 카멜레온이 대체로 초록색을 띠게 되지만, 동요하거나 감정의 기복이 생겨서 피부에 힘이 가해지면 노랑, 주황, 빨강 등의 색을 띠도록 변화하게 된다.
생물·생명
Q. 생물학에서의 적자생존과 자연선택의 차이가 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.자연선택이론은 동종의 생물 개체 사이에 일어나는 생존경쟁에서 환경에 적응한 것이 생존하여 자손을 남기게 되는 일로, 생물은 다산하며 또 개체마다 변이성을 가지는 데 기인한다. C.다윈이 품종개량에서 행해지는 인위선발로부터 유추하여 생물진화의 주된 요인으로 제창하였으며, 오늘날에도 진화요인론(進化要因論)과 관계가 깊은 집단유전학의 주요 개념이 되어 있다.적자생존이란 단어는 다윈의 진화론과 관련된 단어로 알고 있지만 1864년 영국의 사회학자이자 철학자인 허버트 스펜서가 >에서 처음으로 사용한 사회학적 용어이다. 다윈의 저서인 >에서 어느 종이나 자손을 생산하지만 얼마 안 되는 숫자만이 살아남는다는 내용을 언급하며 아무리 미미한 변이라도 유익하기만 하면 보존된다는 자연도태에 대한 개념을 이야기 하였다. 다윈은 자연도태의 현상은 허버트 스펜서(Herbert Spencer)의 ‘최적화 생존’이라는 표현이 더 적합하다고 언급했다. 다윈은 적자생존을 환경에 가장 잘 적응한 생물이 살아남는다는 과학적 용어로 사용하였으며 자연선택 이론에도 큰 영향을 미쳤다. 다윈은 > 4판까지는 적자생존이라는 단어를 사용하지 않았으나 5판부터는 허버트 스펜서의 영향을 받아 세대를 거치며 일어나는 생물의 차별적인 생식에 적자생존(survival of the fitter)라는 단어를 사용하였다. 다윈과 허버트 스펜서의 진화 사상은 근본적인 개념은 달랐지만 서로에게 큰 영향을 미쳤다.
지구과학·천문우주
Q. 다른 행성과 항성들의 거리는 어떻게 알 수 있는건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.행성들이 공전을 하고 있기에 시기에 따라 거리가 달라집니다. 연주시차법은 삼각함수의 원리를 이용하며, 특정 점 까지의 거리를 계산하는 방법입니다. 1월에 보이는 행성과 7월에 보이는 동일한 행성을 바라보는 각도를 이용하여 거리를 계산합니다. 평균값 입니다.
지구과학·천문우주
Q. 달에도 물이 매우 많이 보유하고 있다고 하는데 생명체도 있을지요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.우선 달에는 대기가 없어서 생명체가 살 수 없습니다. 다만 달의 지표 밑에 물이나 얼음이 있을 가능성과 그 얼음에 미생물이 있을 가능성이 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 수박에 소금을 뿌려서 먹으면 더 달게 느껴지는 이유는 무엇인가요??
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.수박에 소금을 뿌리면 단맛이 훨씬 강해지는 이유는 인체가 칼로리가 높은 음식을 찾기 때문인 것으로 밝혀졌다. 소금이 기름지고 달달한 음식의 맛을 감지하는 데 핵심적인 역할을 한다는 것이다.국제 학술지 사이언스는 6일 “일본 도쿄 치과대의 케이코 야수마추 교수 연구진이 소금이 단맛을 강화시키는 경로를 동물실험을 통해 밝혔다”고 전했다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘악타 피지올로지카’에 실렸다.◇단맛 느끼는 제 2의 경로에 소금이 핵심단맛은 혀에 있는 미각 세포 덩어리인 미뢰(味蕾)에서 느낀다. 앞서 과학자들은 미뢰에서 TIR이란 수용체 단백질이 천연 재료나 인공 재료나 상관없이 단맛을 감지한다는 사실을 알아냈다.그런데 유전자를 변형시켜 TIR 수용체가 작동하지 않도록 만든 생쥐도 여전히 당분을 좋아했다. 단맛을 느끼는 다른 경로가 있다는 의미다.도쿄 치과대 연구진은 몸에서 당분에 반응하는 다른 단백질을 찾았다. 바로 SGLT-1이다. 신장과 장에서 이 단백질은 소금 성분인 나트륨을 이용해 포도당을 세포 안으로 옮겨 에너지로 쓰게 한다.흥미롭게도 단맛에 반응하는 미각세포에도 SGLT-1 단백질이 있었다. 연구진은 혀에서 이 단백질이 어떤 역할을 하는지 알아보는 실험을 했다.먼저 단맛을 감지하는 TIR 단백질을 차단한 생쥐의 혀에 포도당과 소금이 섞인 용액을 떨어뜨렸다. 그러자 신경세포가 바로 반응했다. 포도당만 줬을 때보다 훨씬 신경신호가 강했다.
토목공학
Q. 비가 올 때 강우량은 어떻게 측정하나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.강수량의 측정강수량 측정 때 우량계를 사용한다. 우량계는 빗물을 받는 수수기와 빗물을 저장하는 저수기로 이루어져 있다. 수수기 입구는 원통형이지만 아래는 깔때기 모양이며, 빗물의 양을 정확히 재기 위하여 저수병의 빗물을 우량승에 넣어 강우량을 잰다. 우량이 10mm 이상일 때는 강수저울로 측정한다.우리나라의 강수량우리나라는 여름철에 비가 많이 오며, 연강수량은 500∼1500㎜이다. 강수량은 대체로 남에서 북으로 갈수록 감소하나 풍향·지형·위치 등의 영향으로 지역 차이가 크다. 최대 강우 지역은 제주도, 울릉도, 남해안, 섬진강 유역으로 1400㎜ 이상이며, 최소 강우 지역은 낙동강 중류, 대동강 하류, 개마고원 일대다. 이 중 개마고원 일대는 500∼700㎜이다.