안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 풍력발전기의바람에따른 가동 조건은 어떻게 되나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.풍력발전 에너지란 이름 그대로 바람으로부터 얻는 에너지입니다. 우리나라에는 현재 제주도와 대관령에 풍력 발전기가 설치되어 있지요. 풍력 발전이란, 자연의 바람을 이용해 풍차를 돌리고 이것으로 발전기를 돌리는 발전 방식을 말합니다. 풍력발전 조건(?)이때 효율적으로 전기 에너지를 얻기 위해서는 초속 5m 이상의 바람이 지속적으로 불어야 합니다. 따라서 풍력발전은 바람이 많이 부는 지역에 터빈을 설치하여 이루어집니다.
Q. 집중호우가 내리는 과학적인 이유가 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.일반적으로 집중호우는 한 시간에 30mm 이상이나 하루에 80mm 이상의 비가 내릴 때, 또는 연강수량의 10%에 상당하는 비가 하루에 내리는 정도를 말한다. 호우는 적운계열의 대류계 발달시간에 따라 지속시간이 수십 분에서 수 시간 정도로 강수 구역이 보통 반경 10~20km 넓이의 지역에 집중적으로 내린다. 천둥과 번개를 동반하는 경우가 일반적이며 태풍과 장마전선 및 발달한 저기압과 수렴대 등에 동반되어 2~3일간 지속되기도 한다. 호우는 주로 강한 상승기류에 의해 형성되는 적란운에서 발생한다. 적란운의 크기는 보통 수평 방향으로 수 km에서 수십 km, 연직 방향으로는 대류권의 꼭대기 부분인 권계면(고도 10~15km)에 달한다. 발달한 적란운은 약 1,000~1,500만 톤의 수분을 포함하고 있고 구름이 한곳에 정체하여 계속 비가 내릴 때 집중호우가 된다. 이 구름은 수명이 1~2시간 정도밖에 되지 않으나, 주변의 기상조건에 따라 발생하고 소멸하는 과정이 수없이 반복되면서 며칠 동안 계속되는 때도 있다.
Q. 별도 시간이 지나면 죽는다고 하던데요.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.1936년 독일의 한스 베테는 별들이 에너지를 만들어내는 열핵융합과정을 수소가 헬륨으로 변하는 두 가지 과정으로 설명했다. 첫 번째는 양성자-양성자 연쇄반응인데, 네 개의 양성자가 일련의 단계를 거쳐 하나의 헬륨핵으로 융합된다. 두 번째는 탄소-질소 순환과정으로 탄소가 촉매로 작용한다. 양성자-양성자 연쇄반응은 태양과 같거나 그보다 작은 질량을 갖는 별에서 일어나는 반면, 탄소-질소 순환과정은 좀더 무거운 별들에서 일어난다. 별의 질량은 진화를 결정하는 데 가장 중요한 변수로서 별이 무거울수록 핵연료를 빨리 태우고 그만큼 빨리 수명을 다한다. 별의 질량은 또한 별의 마지막 상태가 백색왜성으로 끝날 것인지 아니면 중성자별이나 블랙홀로 끝날 것인지를 결정한다.모든 별들은 수소를 태워서 헬륨을 만든다. 그리고 적색거성의 단계에 이르면 헬륨을 태워 탄소를 만든다. 태양 정도의 질량을 갖는 별은 탄소핵을 더 무거운 핵으로 변환시킬 만큼 중심부의 온도가 높지 않으므로 백색왜성으로 진화한다. 백색왜성에서는 자유전자들이 원자핵들 사이를 자유롭게 움직이기 때문에 마치 금속처럼 보인다. 태양보다 더 무거운 별들은 평형 상태를 유지할 수 없기 때문에 자유전자들이 원자핵에 포획되어 양성자가 중성자로 바뀔 때까지 붕괴를 계속한다.이러한 원자핵은 불안정하기 때문에 별을 구성하는 원자들이 모두 중성자로 바뀌면서 중성자별이 된다. 이때 지름은 수 킬로미터에 불과하지만 밀도는 엄청나게 높아진다. 중성자별은 매우 빨리 회전하므로 강력한 자기장에 둘러싸여 있으며, 중성자들의 압력 때문에 더 이상 중력에 의해 붕괴하지 않는다. 별이 아주 무거우면 중성자별 단계를 지나서도 계속 붕괴해 마침내 블랙홀이 된다.
Q. 이번에 우리나라 인공위성 발사는 성공적인건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.누리호는 발사 후 875초 뒤 성능검증위성을, 945초 뒤엔 위성모사체를 성공적으로 궤도에 진입시켰고, 성능검증위성과의 교신도 정상적으로 이뤄짐으로써 우리나라는 자력으로 1t급 이상의 실용위성을 발사할 수 있는 세계 7대 우주강국에 이름을 올렸습니다.누리호 발사 성공은 이제 대한민국도 우주로 나아갈 수 있다는 희망과 가능성을 보여준 쾌거입니다. 한국형발사체 고도화 사업에 따라 누리호는 2023년부터 2027년까지 4번 더 발사될 예정입니다.우표에는 전남 고흥군 나로우주센터 제2발사대에서 발사되는 누리호의 모습이 담겨 있습니다. 30여 년의 도전 끝에 우주발사체 기술 자립에 성공한 대한민국의 우주개발 역사를 우표와 함께 되새겨보시길 바랍니다.
Q. 다중우주라는 것이 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.우리가 살고 있는 우주 외에도 다른 우주들도 존재한다? 이 우주에는 지구와 유사한 행성이 있을 수도 있고, 우리가 알고 있는 자연의 기본적인 특성이 아예 다른 곳일수도 있습니다. 바로 다중우주론입니다. 다소 생소한 이야기이지만, 점점 더 많은 과학자들이 우주에 대한 우리의 생각에 가장 극단적인 변화를 가져올 이론이 다중우주론일지도 모른다고 생각합니다. 그렇다면 이 개념은 어디에서 출발했고, 그 증거는 무엇일까요? 세계적인 물리학자이자 [우주의 구조] 저자인 브라이언 그린(Brian Greene, 1963~)이 직접 다중우주론에 대해 설명을 시작합니다.