안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 다른 보이지도 않는 별의 온도를 재는법이 궁금합니다
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.별의 밝기는 별까지의 거리의 제곱에 반비례하게 된답니다. 이러한 별의등급 처름 매긴 사람은 천문학자였던 히파르코스 였답니다.그는 맨눈으로 쉽게 볼수 있는 가장 밝은 별을 1등급 가장 어두운 별들을 6등급으로 구분을 하였다 하죠.맨눈으로 등급을 매겼다 보니, 조금 부정확한 부분이 컸는데요. 이후 망원경의 관측에 따라서 별의 등급을 파악할수 있었답니다.
Q. 헬륨 가스를 마시면 목소리가 이상해지는 원리가 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.헬륨의 밀도는 약 0.18 kg/m³으로 약 1.2 kg/m³의 공기보다 밀도가 낮은데, 소리의 경우 매질의 밀도가 낮을수록 이동속도가 빨라지며 진동수가 증가하고 높은 음이 되기 때문에 헬륨가스를 흡입하고 말을 하면 발성기관을 통과한 목소리가 약 2.7 배정도 빨라져 고음으로 나오게 된다. 이론상으로는 최대 1.433 옥타브 높은 목소리가 나올 수 있지만, 실제로는 폐와 입안에 헬륨뿐만 아니라 내뱉지 못한 공기도 함께 존재하기 때문에 이보다는 덜한 효과가 나온다.흡입한 뒤 바로 말을 할 때는 상당히 변조된 목소리가 나오지만, 말하며 숨을 내뱉고 다시 숨을 들이쉬는 과정에서 입안의 헬륨 농도가 빠르게 하락하기 때문에 변조 효과는 말을 할 때마다 계단식으로 약해지고 오래 지속되지 않는다. 따라서 '헬륨가스를 마셨는데 목소리가 안 돌아와요' 등지의 이야기는 완벽한 거짓.이러한 음고 변화는 목소리 말고도 다른 모든 종류의 소리에 적용되고, 헬륨 이외에도 공기와 밀도가 차이나는 기체라면 무엇이든 음성변조 효과를 줄 수 있다. 따라서 악기는 물론[1] 동물의 울음소리[2] 역시도 헬륨가스 속에서 음이 발생하면 높은 톤을 갖게 되며, 수소를 마셔도 목소리가 높아지고 반대로 크립톤이나 육불화황(SF6) 가스[3]를 들이마시게 되면 목소리가 낮아진다. 하지만 눈에 띄는 수준의 변조가 나타날 정도로 밀도가 차이나는 기체들 중 안전하고 값도 적당하며 일상생활에서 많이 접할 수 있는 가스가 헬륨뿐이고, 헬륨이 가득한 공간 내에서 다른 악기를 연주하는 것 보다 풍선 속 기체를 마시고 말하면 목소리가 바뀐다는 것이 훨씬 직관적이고 해보기 쉬운 만큼 헬륨이 음성변조 가스의 대명사로 인식되고 있다.
Q. 물체의 강도 차이를 구분하는 방법이 있을가여?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.물체에 따라 다릅니다. 고무 재질은 인장력을 측정해서 강도를 평가하구요. 시멘트(콘크리트)는 콘크리트 강도 측정기를 사용해서 측정합니다. 이외에 경도, 강도 측정기들이 있습니다.
Q. 화성에서 감자를 기르는 영화나 얘기가 있는데 그게 가능한가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.최근 국제 감자 센터(International Potato Center, CIP)의 연구는화성에서 감자를 재배할 수 있다는 가능성을 보여주었습니다.https://cipotato.org/press-room/blog/potatoes-on-mars/이번 국제 감자 센터의 연구는 NASA(Natioanl Aeronautics and Space Administration)와 페루 리마의 UTEC(University of Engineering and Technology)과 함께 진행되었습니다.화성의 환경을 재현하기 위해서 큐브셋(CubeSat)이라는 밀폐된 상자를 준비하였고, 그 안에는 화성의 밤낮의 빛과 온도, 기압과 대기 조성 등을 고려해 조절하였습니다.큐브셋 모습, https://phys.org/news/2017-03-indicators-potatoes-mars.html또한, 실험에 사용된 토양은페루의 팜파스 데라 요야(Pampas de La Joya) 사막에서 채취된 매우 건조한 토양을 이용하였습니다. NASA의 Chris McKay의 말에 의하면, 이 토양은 지구에서 발견된 화성의 토양과 가장 유사한 토양이라고 합니다.이 환경은 센서에 의해 곧바로 모니터링 되었고실시간 카메라를 통해 토양에서의 감자의 발아를 관찰하였습니다.국제 감자 센터에 따르면 예비 실험은 성공적이었다고 합니다.
Q. 중수소가 인간 세포에 있어 중요하다고 하는데 알고싶습니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.중수소는 방사성 물질은 아니기 때문에 방사능의 문제는 없으며, 어느 정도까지는 중수를 마셨다고 해도 심각한 문제가 발생하지는 않는다. 가령 75 kg인 성인의 몸에는 약 50 kg의 물이 포함되어 있으며 이 물의 약 1/6000인 10 g 정도는 중수일 정도이다. 하지만 중수의 비율이 높아지면 생물에는 여러 의도하지 않은 영향이 나타나고 때로는 심각할 수도 있다. 현재까지 알려진 바에 의하면 아직 그 정확한 원인과 메커니즘이 규명되지는 않았지만, 중수는 단세포 생물부터 포유류까지 거의 모든 생물의 생체 리듬을 느리게 만든다.생쥐 등의 실험용 포유 동물 생체 내 물의 25%가 중수이면 불임이 되고, 50%로 중수의 비율이 높아지면 일주일 정도밖에 살지 못한다. 90% 이상의 중수를 포함한 물에서는 물고기와 올챙이는 생존할 수 없다고 알려져 있다.삼중수소는 방사성 물질이기 때문에 취급 시 주의를 요하지만, 워낙 존재량이 적고 일상에서는 순도 높은 삼중수소를 다루거나 만질 일은 거의 없다.