안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
지구과학·천문우주
Q. 보이저 1호가 우주로 나아가는데 어떤 경로로 날아갔나요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다."이미 1년 전 보이저 1호가 태양권 경계면을 뚫고 성간(星間) 우주로 들어선 것으로 계산됐다"는 이 논문의 내용은 보이저 호를 발사한 미 항공우주국(NASA)의 추정을 뒤엎은 것으로 천문학계의 주목을 받고 있다.NASA는 지난해 "보이저 1호가 태양계 끝에 다다랐지만 아직 경계지대에 있으며 늦어도 2016년 태양계를 벗어날 것으로 보인다"고 밝혔다. 이에 메릴랜드 대 연구진은 "NASA의 추정은 자기장에 대한 잘못된 계산에서 비롯된 것"이라고 반박했다. NASA는 보이저 1호에서 태양권 입자가 아닌 외부 은하 입자들이 감지되고 있지만, 자기장은 여전히 태양권 방향에서 오고 있어 보이저 1호가 태양권을 완전히 벗어났다고 보기 어렵다는 입장이다.이에 대해 메릴랜드 대 연구진은 "방향이 다른 자기장이 충돌했을 때 자기장이 끊기고 재결합해 새로운 연결이 생겨난다"며 "태양권 자기장과 성간 우주 자기장이 독립되고 불안정한 '자기 섬'들을 만들어 내고 자기장의 방향이 바뀌지 않기도 한다"고 설명했다. 태양권 밖으로 나갔으나 태양권 방향의 자기장이 여전히 감지될 수 있다는 것이다.
화학
Q. 태양이 계속해서 불에타고있는 이유는?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.태양의 내부에서 핵분열이 진행되고 있습니다. 그래서 지속적으로 핵폭발로 인해서 타오르고 있는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 최근 이상기온이 지구 여러 곳에서 벌어지고 있는 이유는?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.제트 기류란 대기의 서쪽에서 동쪽으로 부는 강하고 높은 고도의 바람을 의미하는데, 제트기류가 발생하는 이유는 극지방과 적도 사이의 온도차이에 의해 발생된다. 비행기를 타고 먼지역을 여행하게 되면 갈 때와 돌아올 때 시간이 다른 경우를 발견할 수 있는데, 이 현상이 바로 제트기류 때문이다. 2차 세계대전 때 발견된 지구의 특이한 운동으로, 일본이 미국 진주만을 습격할 때 제트기류를 이용해 침공했다는 사실 또한 널리 알려져 있다. 지구 온난화로 인해 온도차이로 인한 기울기가 감소하는데, 이것이 바로 날씨 패턴의 변화로 이어져 폭염, 가뭄, 폭우와 같은 더 극단적인 재해로 이어질 수 있다는 전망이 있다. 극지방의 온도가 오르면 제트기류가 느려지게 되어 공기를 한 지역에 가두게 되는데 이로 인해 더 극적인 날씨 재해가 올 수 있다. 북극의 온난화는 제트 기류를 보다 더 변칙적으로 만들어 예상이 어려운 이상기후를 초래할 수 있다는 주장들이 있다. 이상기후라고 해서 더워지는 heatwave만을 의미하지는 않는다.
생물·생명
Q. 멘델의 유전법칙이란 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.부모의 형질이 자손에게 전해지는 유전 현상에 관한 법칙으로서, 멘델의 유전 법칙으로 설명된다.부모의 형질이 자손에게 전해지는 유전 현상의 규칙성을 맨 처음으로 밝혀 낸 사람은 오스트리아의 멘델이다. 생물학자이자 성직자인 멘델은 브륀의 수도원에서 신부로 근무하면서 8년 동안 완두의 교배 실험을 통한 결과 분석에 의해 발견한 세 가지 유전 법칙(우열의 법칙, 분리의 법칙, 독립의 법칙)을 1865년에 ‘식물 잡종에 관한 연구’라는 논문으로 발표하였다. 그러나 그 당시 사람들은 멘델의 연구의 중요성을 인식하지 못하다가 1900년 체르마크, 코렌스, 드브리스 세 사람의 과학자들에 의하여 재발견되면서 멘델의 유전 법칙은 유전 현상을 설명하는 기본 원리가 되었다.- 우열의 법칙 : 한 쌍의 대립 형질을 교배하였을 때 잡종 제 1대에는 우성 형질만 나타나는 현상이며, 잡종 1대에 나타나지 않는 형질을 열성이라고 한다. 예를 들면 순종의 둥근 완두와 주름진 완두를 교배하면 잡종 제 1대에는 둥근 완두만 생긴다.- 분리의 법칙 : 잡종 제1대를 자기 수분시켜 잡종 제2대를 구할 때, 잡종 제1대가 감수분열로 생식 세포를 형성하면서 쌍을 이루던 대립 유전자가 분리되어 들어가 잡종 제2대에서 우성과 열성이 3 : 1의 비로 나타나는 현상이다. 예를 들면 잡종 제1대의 둥근 완두를 교배시키면 잡종 제 2대에는 둥근 완두(우성)와 주름진 완두(열성)가 3 : 1의 비율로 생긴다.- 독립의 법칙 : 두 쌍의 대립 형질이 함께 유전되는 경우, 각각의 대립 형질은 서로 다른 영향을 받지 않고 우열의 법칙과 분리의 법칙에 따라 독립적으로 유전된다. 즉, 둥글고 황색인 잡종 제 1대를 자가 수분시키면 잡종 제 2대에서는 둥글고 황색. 둥글고 녹색, 주름지고 황색, 주름지고 녹색인 완두가 약 9 : 3 : 3 : 1의 비율로 나타난다.
지구과학·천문우주
Q. 목성의 '이오' 가 화산활동이 활발히 일어난다고 하잖아요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.이오에서는 활발한 화산 활동뿐 아니라 지진도 관측된답니다.미국의 목성 탐사선 갈릴레오는 이오의 화산 분출 장면을 촬영하기도 했는데, 이오에는 400개가 넘는 활화산이 있다고 해요.
지구과학·천문우주
Q. 메탄의 발견과 우주생명체 존재 가능성은 무슨 연관이 있나요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.새 명이 또 어디에 존재할까요? 외계 생명체가• 생존할 수 있는 행성을 참는 인류의 가장 중요한 질문 중 하나는 2019년에 먼 외계 행성 K2-186의 대기에서 상당한 양의 수증기가 발견되면서 한 걸음 더 나아갔습니다. 행성과 그 모항성 K2-18 은 사자자리 방향으로 약 124광년 떨어져 있습니 다. 외계 행성은 지구보다 훨씬 더 크고 거대하지만, 모항성의 거주 가능 구역 내에서 궤도를 돌고 있습니 다. K2-18은 비록 우리 태양보다 더 붉지만 K2-18b의 하늘에서는 지구 하늘의 태양과 비슷한 밝기 로 빛난다. 2019년 대기 중 물의 발견은 허블, 스피 처, 케플러 세 우주 망원경의 데이터를 바탕으로 행 성이 별 앞으로 이동할 때 수증기 색이 흡수되는 것 을 지적하여 이루어졌습니다. 이제 2023년에 웹 우 주 망원경의 적외선 관측을 통해 메탄을 비롯한 다 른 생명을 나타내는 분자의 증거가 발견되었습니다.특집 그림은 달(가운데)이 공전하는 맨 오른쪽 외계 행성 K2-18b를 상상하며, 이 달은 왼쪽 아래에 묘 사된 적색왜성을 함께 공전합니다.
생물·생명
Q. 벌들이 '육각형'의 집을 짓는것은 본능인가요? 아니면 생각해서 짓는것인가요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.벌집의 육각형은 최소한의 재료로 최대한의 공간을 확보하는 가장 경제적인 구조다. 동시에 가장 균형 있게 힘을 배분하는 안정적인 구조이기도 하다.정육각형 모양의 구조물은 평면에 서로 붙여놓았을 때 변이 맞닿아 있어 빈틈이 없기 때문이다. 물론 정삼각형, 정사각형도 틈이 생기지 않기는 마찬가지다.하지만 정삼각형의 경우 벽면을 이루는 재료가 많이 필요하고 공간도 좁다. 또 정사각형은 외부의 힘이나 충격이 분산되지 않아 쉽게 비틀리거나 찌그러져 변형되기 쉽다.그러나 속이 빈 정육각형은 외부의 힘이 쉽게 분산되는 구조여서 견고할 뿐 아니라 안정적이다.수학적으로 둘레의 길이가 일정할 때 넓이가 최대가 되는 도형은 원이다.물론 한 개당 넓이는 원이 가장 넓겠지만 원을 여러 개 이어붙이면 사이사이에 못 쓰는 빈 공간이 생기기 때문에 효과적으로 공간을 활용할 수 없다.육각형의 벌집은 벌집 무게의 무려 30배나 되는 양의 꿀을 저장할 수 있을 정도로 공간 활용도가 높다.
지구과학·천문우주
Q. 기름이 물에 뜨는 과학적인 설명이 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.기름은 물에 비해 밀도가 낮다. 즉 같은 부피일 때 물보다 가볍다. 그래서 물에 뜬다, 이를 뜰힘(부력)이라고 한다. 만약에 물속에 기름 한 방울이 있는 경우, 파스칼의 원리에 의해 기름의 온 거죽에 수직으로 수압이 가해진다. 윗면에 가해지는 압력보다 아랫면에 가해지는 압력이 물의 깊이 차이만큼의 압력을 더 받게 마련이다. 이 압력 차이가 기름을 위로 떠오르게 한다. 물론 옆구리에도 수압이 걸리지만 이는 상쇄되어 '0'이 된다. 그 크기는 기름이 밀어낸 물의 무게와 같다. 이렇게 해서 기름이 물에 떠있게 되는데, 이 경우 잠긴 부분의 물의 무게가 전체 기름의 무게와 같다. 얼음은 물에 뜨는데 그 전체의 10분의 1만 물밖에 모습을 내민다던데, 이 경우 얼음의 비중이 물 비중의 10분의 9란 말과 같다.
지구과학·천문우주
Q. 과거 '화성' 에 존재했다는 물은 다 어디로 갔을까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.오늘날 화성 표면에는 액체 상태의 물이 존재하지 않는다. 화성 표면의 환경적 조건이 액체 상태의 물이 존재하기에는 적절하지 않다. 그러나 많은 화성 탐사로부터 얻은 사진들에 의하면, 과거에는 화성의 표면에 대량의 물이 존재했음을 추측할 수 있다. 우선 화성에는 광범위한 지역에서 물줄기 지형이 관찰된다. 이들은 서로 합쳐지기도 하고 서로 엉키며 점점 넓어지기도 한다. 이러한 지형은 과거에 물이 흘러서 형성된 골짜기가 말라서 만들어진 것으로 생각된다. 물이 고여 있던 낮은 지역에 높은 지대로부터 물이 퍼져 내려오면서 형성된 것으로 보이는 삼각주 형태의 물길과 퇴적 지형 및 물이 범람하면서 형성된 지형이 관찰된다. 이러한 지형들은 과거의 화성이 지금보다 더 두꺼운 대기를 가지고 있었고 표면 온도가 더 높아 많은 물이 하천∙호수∙해양 등을 이루고 있었음을 보여준다. 단구 구조를 가진 해안선 지형 또한 관측되는데, 이는 호수나 해양을 채우고 있던 물이 서서히 증발하면서 해안선이 후퇴하여 만들어진 지형으로 장기간 물이 고여 있었음을 나타낸다.과거에 존재했던 물은 우주 공간으로 사라졌거나 지표면 아래로 스며들어 영구동토층을 형성하고 있을 것으로 보고 있다. 탐사선 마스 오디세이는 2002년 화성의 토양에 대규모의 얼음이 혼합되어 있는 지역을 발견하였는데, 얼음의 양은 지역 전체 부피의 50 %를 차지하고 있는 것으로 추정되었다. 이보다 훨씬 더 많은 양의 물이 화성의 극관에 보관되어 있다. 만약 이 극관에 있는 얼음을 모두 녹여 액체로 만든다면 화성 표면을 약 10 m 두께로 덮을 수 있을 만큼의 물이 될 것이라고 추정하고 있다.
생물·생명
Q. 멘델의 유전법칙중 분리의 법칙은 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.멘델은 완두콩 실험을 통해 분리의 법칙을 발견했다. 분리의 법칙은 세 가지 법칙 중에서 두 번째로 발견한 것으로, 이는 우열의 법칙을 발견한 후에 확인할 수 있었다. 동그란 완두콩과 주름진 완두콩을 오랜 시간 동안 자기들끼리 교배를 시켜서 순종을 얻어 낸다. 이렇게 해서 만들어진 두 완두콩을 교배하면 나오는 잡종제1대는 모두 동그란 완두콩이 된다. 이 잡종제1대를 자가수분을 통해 다시 교배시키면 주름진 완두콩이 다시 나오게 되는데, 이 때 동그란 완두콩과 주름진 완두콩의 비율은 대부분 3대 1이 된다. 이렇게, 가려져 있던 열성 형질이 겉으로 다시 드러나는 것과 그 비율이 3대 1로 나오는 것이 분리의 법칙이다.