안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
생물·생명
Q. 물고기들도 자기들끼리 소통하는 언어가 있을까여?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.고래와 돌고래가 음파를 이용해서 의사 소통을 한다는 것은 널리 알려져 있지만, 사실 물고기 역시 소리를 이용해서 물속에서 의사 소통을 합니다. 상대에게 경고하거나 천적의 위협을 알리는데, 소리 만큼 효과적이고 빠른 방법이 없기 때문입니다. 하지만 얼마나 많은 물고기가 소리로 의사 소통을 할 수 있는지는 정확히 알려진 바가 없습니다. 사실 수많은 물고기 종을 생각하면 이들의 소리를 모두 기록한다는 것은 불가능에 가깝습니다. 코넬 대학의 연구팀은 현생 물고기의 대부분을 차지하는 경골 어류 가운데 소리로 의사 소통을 하는 물고기과 (family)를 조사했습니다. 그 결과 현생 경골 어류 중 2/3에 해당하는 175과에서 소리로 의사 소통을 한다는 연구 보고를 찾을 수 있었습니다. 사실상 대부분의 경골어류과에서 소리를 통한 의사 소통을 할 수 있는 셈입니다. 아마도 물속에서 진화하는 동안 여러 차례 소리를 통한 의사 소통 능력이 진화하고 발전했을 것입니다. 소리를 이용해 의사 소통을 하는 물고기의 사례 중 하나는 위에 보이는 롱스파인 다람쥐물고기 (longspine squirrelfish)입니다. 롱스파인 다람쥐물고기는 1kHz 정도의 중간 파장에서 천적 등을 경고하는 소리를 내고 6kHz에서 위협이 사라졌다는 소리를 내어 서로를 돕습니다. 같은 파장 소리에도 그런트 (grunt)와 스타카토 (staccato) 두 가지 형태가 있는데, 전자는 영역을 방어할 때, 스타카토는 경보를 보낼 때 주로 사용합니다. 실제 음파 녹음은 아래에서 들을 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 계절별로 잘보이는 별자리가 다른 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.계절마다 별자리 위치가 달라지는 이유와계절별 대표 별자리를 알아보는 시간을 가져보겠습니다.우주과학상식 계절마다 보이는 별자리가 다른 까닭은? 그 이유는 지구가 공전을 하기 때문입니다.태양주위를 지구가 돌면서 지구의 위치가 조금씩 이동을 하기 때문에 지구에서 보이는 별자리의 위치는 날마다 같은 날이라도 시간마다 조금씩 달라지고 계절에 따라 찾을 수 있는 별자리도 달라집니다.지구는 지구의 남 북극을 연결한 직선인 자전축을 중심으로 빙글빙글 돌면서 동시에 태양의 둘레를 도는데, 지구가 공전을 하는데 걸리는 시간은 약 1년이라고 합니다.지구에 사는 우리는 태양과 같은 방향에 있는 별자리를 볼 수 없는데요,별이 태양과 같은 방향에 있으면 밝은 태양빛에 가려 보이지 않기 때문입니다.그렇기 때문에 지구에서는 태양과 같은 방향에 있지 않은 별자리만 보이는데요, 그 중에서도 태양과 완전히 반대 방향에 있는 별자리가 가장 잘 보이게 됩니다.하늘 위를 수놓고 있는 별자리들은 봄, 여름, 가을, 겨울에 따라 잘 보이는 별자리가 있고잘 보이지 않는 별자리가 있는데, 계절에 따라 잘 보이는 별자리들은 그 계절의 대표적인 별자리입니다.
토목공학
Q. 1마일의 높이인 건물이 생길까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.스카이 마일 타워는 일본 도쿄도에 계획된 마천루이다. 이 제안된 건물의 높이는 1,700 미터 (5,600 ft)이다.이 탑의 디자인은 콘 페더슨 폭스사와 레슬리 E. 로버슨사가 연구 및 개발 목적으로 넥스트 도쿄 2045라는 프로젝트의 일부이다.스카이 마일 타워는 도쿄만의 매립지 제도에 건설될 예정이다. 스카이 마일 타워를 중심으로 하는 이 재생 프로젝트는 "넥스트 도쿄"로 불린다. 이 건물은 약 55,000명의 사람들이 거주할 수 있도록 설계되었으며 1,700m(5,577피트) 높이가 될 것으로 계획되어 있다.넥스트 도쿄의 대표들은 도쿄만의 새로운 프로젝트 제안이 통과되면 프로젝트 건설 비용을 지불할 수 있다고 한다.
지구과학·천문우주
Q. 우주에서 발생하는 미세 중력은 어떻게 인체에 영향을 미치나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.상상 속 우주정거장이 도는 이유는 미세중력 때문 SF소설이나 영화에 등장하는 우주정거장은 대개 커다란 수레바퀴 모양이다. 그 이유는 중력을 인공적으로 발생시키는 가장 간단한 방법이 회전에 의한 ‘원심력’이기 때문이다. 인간은 미세중력이라 통칭하는 무중력이나 저중력에 오랜 시간 노출되면 근골격계 등에 이상을 겪는다. 그러니 미세중력인 곳에서 장시간 거주하려면 어느 정도의 중력이 필요하고, 자연스레 회전에 용이한 수레바퀴 모양을 상상한 것이다. 대중매체 속 장기 거주 우주선이나 우주정거장 모양은 영화 ‘패신저스’의 3중 나선, 아서 클라크의 소설 '라마와의 랑데부'의 기다란 원통형 등으로 다양했지만, 원심력을 일으킬 수 있게 빙글빙글 돌아가는 형태는 그대로 유지했다. 하지만 1998년에 건설을 시작한 국제우주정거장은 대중매체에 등장하는 모습과는 동떨어져 있다. 건설 규모의 제한이나 여러 기술적 이유로 회전하는 모습으로 만들 수 없었기 때문이다. 그래도 여러 나라의 협력으로 인간이 장기 거주하는 최초의 우주정거장을 구현했다는 점에서 의미가 크다. 이곳에서 수많은 연구 업적도 쌓고 있다. 앞으로 새롭게 등장하는 국제우주정거장은 여전히 정부 주도로 개발하는 중국을 제외하면, 민간 기업에 의해 만들어질 전망이다. 민간 우주정거장 사업을 발표한 기업은 액시엄 스페이스(Axiom Space), 나노랙스(Nanoracks), 블루 오리진(Blue Origin) 등이 있다. 인간이 장기 거주하는 최초의 우주정거장인 ‘국제우주정거장’은 30여 년의 역사를 끝으로 2030년에 공식 퇴역할 예정이다. NASA 제공인간이 장기 거주하는 최초의 우주정거장인 ‘국제우주정거장’은 30여 년의 역사를 끝으로 2030년에 공식 퇴역할 예정이다. NASA 제공● 빙빙 도는 우주정거장 만들지 못하는 이유는 아직 돌아가는 모습의 우주정거장 모형을 발표한 곳은 없다. 왜일까? 원심력은 반지름이 클수록 각속도가 빠를수록 커진다. 예를 들어 우주에서 질량을 고려하지 않았을 때 지름 100m 정도의 구조물을 분당 네 바퀴 정도 돌리면 그 안에 있는 사람은 지구 중력과 비슷한 조건에서 살 수 있다. 20세기 말에 기획한 국제우주정거장의 길이가 70m를 넘으니, 지름 100m의 원형 구조물은 지금의 기술로도 충분히 만들 수 있다. 그런데 물자를 보급하거나 사람이 타고 내리기 위해서는 움직이지 않는 부분이 있어야 여러모로 좋다. 도킹을 위해 접근하는 우주선이 우주정거장 회전에 맞춰 같이 움직여야 한다면 기술적 어려움도 크지만 자세 제어를 위한 연료 문제도 생각해야 한다. 커다란 구조물 일부는 회전하고 가운데 부분은 도킹을 위해 멈춰 서있어야 한다면 밀봉 문제도 고려해야 한다. 그 외에도 여러 실용적인 문제 때문에 아직 돌아가는 우주정거장 계획을 발표하지 않고 있다.
토목공학
Q. 컴퓨터 네트워크에서 방화벽이리는 것은 어떤 것인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.방화벽이란 '건물 등에 화재 발생 시 불이 번지는 것을 막기 위한 벽'을 뜻하는 것으로, 정보통신 분야에서도 외부의 침입을 막기 위한 장치를 지칭하는 용어로 사용하고 있다. 소방 시설로서의 방화벽이 특정 영역으로 불이 확산되는 것을 막아주듯이, 특정 컴퓨터 네트워크를 외부의 침입으로부터 막아주기 위한 보안 장비인 것이다. 인터넷의 확산에 따라 다량 형성된 기업 혹은 지역 단위의 사설 네트워크를 보호하기 위해 방화벽을 이용하여 보안 접근에 대한 제어를 수행한다.방화벽의 원리사전에 허가된 사용자를 제외하고는 접근을 근원적으로 차단하는 방식을 이용한다. 사전에 접근할 수 있는 목록을 정해놓고 외부의 접근 요청이 발생 시 접근할 수 있는 목록에 포함되어있는 유효한 사용자인지를 판별해서 허용 혹은 차단하는 적극적인 보안 방식이다. 특정 크기 이상의 데이터 트래픽은 차단한다거나 혹은 특정 IP 대역의 접근을 차단하는 등의 정책을 사전에 정의하고, 이를 바탕으로 보안 통제한다.방화벽의 주요 기법크게 라우터(Router)를 통한 패킷(Packet) 분석 방식과 애플리케이션 프록시(Proxy)를 이용한 기법이 있다. 라우터를 이용한 방법은 전송된 패킷을 분석하는 기법으로, 특정 호스트(IP)를 차단하거나 우회시킬 수 있고 포트 번호를 이용한 응용프로그램의 접근도 제어할 수 있다. 반대로 내부에서 외부로의 유해사이트 접근 등을 차단할 수도 있다.
토목공학
Q. 조립식 건물이 과학적으로 안전한가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.아직도 모듈러주택, 프리패브주택 형태의공업화주택, 패널라이징주택, 조립식주택의 안전성, 내구성을 의심 하시는 분들이 계시고마치 저가의 조립식주택만을 생각 하시는 분들이 계십니다.안타까운 일이죠.이미 유럽에서는 백년이 넘는 세월동안 모듈러주택, 프리패브주택을 제작, 시공해 왔고기술적인 완성도도 하루가 다르게 발전 하고 있는 것이 현실이고세계적으로도 엄청난 투자와 기술발전이 이루어지고 있는데아직까지도 모듈러주택, 프리패브주택에 대한 의구심을 가지고 계신다는 것은시대의 흐름에 전혀 부합하지 못하는 사고라는 생각이 듭니다. 기후 영향을 받으면서 현장에서 하는 주택의 골조작업을공장에서 완전한 퀄리티컨트롤 속에서 정밀하게 하는 것인데무엇이 더 우수한 주택일지는 사실 지나가는 초등학생에게 물어 봐도 알만한 일이죠.이제 북유럽에서는 주택 10채 중에 7-8채 정도가 모듈러주택이나 프리패브주택으로 시공이 되고 있습니다.매일 전세계에서 모듈러주택, 프리패브주택 관련 스타트업들이 생겨 나고 있고엄청난 자금들이 그 스타트업에 투자가 되고 있습니다.아직까지 우리나라는 서구 선진국 수준의 모듈러주택, 프리패브주택 기술력을 가지고 있지는 못하지만주택 시공을 위한 기술 정도는 충분히 발전을 거듭해서 완성도가 높아졌고매년 엄청난 수준으로 모듈러주택, 프리패브주택 시장이 성장 하고 있는 것이 사실입니다.이제는 모듈러주택, 프리패브주택은 선택이 아니라 필수가 되어 가고 있는 것이현장의 상황이며, 기존의 현장시공법으로 주택을 시공 하고 있는 업체들은서서히 발붙일 자리가 없어지고 있는 것이 사실입니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주의 크기를측정할 수가 있나요.??
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.현재 과학 기술로는 우주의 크기를 알아 낼 수 없습니다. 현재도 계속 퍙창하고 있다고 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 썰물, 밀물은 어떻게 해서 생겨나는 것인 가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.해수면이 높아져 해안의 바닷물이 육지 쪽으로 들어오는 것을 '밀물', 반대로 해수면이 낮아져 바닷물이 바다 쪽으로 빠지는 것을 '썰물'이라고 한다. 이러한 밀물과 썰물 현상은 왜 일어나는 것일까?원인은 서로 끌어당기는 힘인 '인력'이 지구와 달 사이에 강하게 작용하기 때문이다. 달이 지구 둘레를 회전할 때 달과 가깝게 있는 곳의 바닷물이 달 쪽으로 쏠리면서 밀물(만조)이 발생하고, 그렇지 않은 부분에서 썰물(간조)이 발생한다.이때 균형을 맞추기 위해 달과 가장 먼 부분에서도 밀물이 발생한다. 이와 같은 밀물과 썰물은 지구가 24시간에 한 번씩 자전을 하기 때문에 6시간마다 번갈아 일어나게 된다.우리나라 경기도 서해안에 있는 제부도는 섬이지만 드물게도 다리가 아닌 일반 도로로 육지와 연결되어 있다. 그런데 그 도로는 시간에 따라 바닷물 속에 잠겨 있기도 하고 물 밖으로 드러나기도 한다. 따라서 제부도에 들어가려면 미리 물이 빠지는 시간을 알아두어야 한다.이렇게 모세의 기적처럼 바다를 갈라 땅이 나타나게 하고, 땅이었던 곳을 어느새 바닷물로 가득 채워 버리는 현상은 밀물과 썰물이라는 바다의 운동으로 생긴다.우리나라 서해안은 세계적으로 밀물과 썰물의 차이가 큰 곳으로 유명하다. 밀물과 썰물에 의한 해수면의 높낮이 변화가 심하기 때문에 서해안에서는 해수욕을 할 때, 갯벌에서 조개를 캐거나 낙지를 잡을 때, 배가 입출항을 할 때에 소위 '물때'라고 부르는 밀물과 썰물의 시간을 미리 알아두어야 한다.
지구과학·천문우주
Q. Great Attractor의 정체에 대해서 알려주세요.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.1970년대 말엽에 고전적인 빅뱅이론은 비교적 질서정연하게 우주의 탄생과 진화과정을 설명하였다. 150억년 전에 있었던 원시적 사건이 벌어진 다음 중력은 평균보다 높은 밀도를 가진 영역(우주의 씨앗)을 형성해서 그 곳에서 은하가 서서히 응축하게 만들었다. 만약 그렇지 않았다면 우주는 중간상태의 밀도로 균질한 상태를 유지했을 것이다. 그래서 우주는 이렇게 거미줄 같은 은하들이 드문드문 존재하는 상태였다. 쌍극 비등방성의 관측으로 은하계가 회전하고 있고 또 600㎞/s의 속도로 우주 속에서 이동하고 있다는 것을 알게 되었다. 그 결과 거대한 질량을 가지는 천체의 존재를 예측하게 되었고 마침내 거대 중력원(Great Attracter)을 발견했다. 이는 우주의 구조가 우리의 생각과는 달리 균질하지 않으며 그 구조도 복잡해지는 것을 의미한다. 1986년 발레리드 래퍼런트, 마가렛 겔러 그리고 존 허츠라는 매우 획기적인 논문을 발표한다. 그들은 은하가 우주 공간 속에 거품 모양으로 분포하는 경향이 있다는 사실에서 한걸음 더 나아가 그보다 훨씬 더 큰 대규모 구조가 존재한다는 증거를 발견했다. 그 대규모 구조는 크기가 수백 억 광년에 이르는 것이었다. 그레이트 월(Great wall)이라는 은하로 이루어진 거대한 벽은 수천의 은하로 이루어진 매우 복잡한 구조를 가지고 있다. 그레이트 월과 같은 거대한 질량 집중과 균형을 이루기 위해서 다른 한 편으로는 거대한 공동(Great Void)이 존재한다. 그 중에서 가장 유명한 것이 목동자리에 있는 그레이트 보이드인데 그 직경이 무려 1억 광년이나 된다.
지구과학·천문우주
Q. 꽃들도 사계절 꽃들이 있고 나무도 추운나라에서 아니면 더운나라에서 자라는 나무가 있는데 무슨 이유로 이런 차이가 생기나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.기후 론도 지역마다 다양한 동물들이 살아가는 것처럼 식물이나 꽃도 자신이 좋아하는 온도와 기후 토양이 있습니다. 동백꽃은 추운 겨울에 피어납니다. 이는 식물이 가지고 있는 유전적 환경적 요인 때문입니다.