안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 인간은 원래 치아가 지금보다 8개가 많았다는데 왜 지금처럼 치아의 개수가 줄어들게 된 것인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.오스트랄로피테신으로 진화하면서 인간의 치아는 점점 작아졌다. 일부일처제가 강화되면서 남성과 여성의 체구 차이가 줄어들었는데, 그러면서 송곳니도 작아졌다. 흔히 커다란 송곳니는 고기를 찢는 기능을 한다고 생각하는데 꼭 그런 것은 아니다. 그렇다면 초식동물인 고릴라의 송곳니가 그렇게 거대할 이유가 없다. 침팬지의 식단에도 고기는 별로 없다. 수컷 사이의 경쟁을 위해서 큰 송곳니를 가지게 된 것이다. 한 여성만 평생 사랑하기로 결심한 인류에게는 이제 큰 송곳니가 필요하지 않았다. 어금니도 작아졌다. 인류 조상의 사촌쯤 되는 파란트로푸스는 주로 채식을 했기 때문에 거대한 치아를 가지고 있다. 특히 어금니가 아주 강건하다. 턱도 크고 턱 근육이 붙는 두개골도 특징적이다. 하지만 육식을 선택한 직계 조상의 치아는 점점 작아졌다. 도구와 불을 사용하면서 치아의 기능을 대신한 것이다. 인간의 손은 어느 정도는 치아다. 흥미롭게도 네안데르탈인은 상대적으로 큰 앞니와 송곳니를 가지고 있다. 앞니 손상도 많다. 아마 앞니를 도구로 사용한 것으로 보인다. 네안데르탈인의 손재주는 호모 사피엔스에 이르지 못한 것으로 보인다. 작은 치아인간의 치아는 다른 포유류에 비해서 숫자도 작고 크기도 작다. 플라이스토세 전 기간 동안 일관되게 나타난 현상이다. 원래 남성의 치아가 여성의 치아보다 큰데, 예전에는 그 차이가 더 두드러졌다. 현대인의 치아는 남녀 차이가 별로 크지 않다. 인류의 치아는 점점 작아졌다. 치아의 형태는 식생활과 직접 관련된다. 인류의 치아 크기 감소 현상은 식단의 변화와 요리의 발명에 기인한 것이다. 영양가가 높은 음식을 잘 조리해 먹을 수 있게 되면서 치아의 쓸모가 적어진 것이다. 약 200만 년 전에는 턱 근육을 만드는 유전자에 돌연변이가 생겼다. 전보다 약한 저작근이 진화했다.
Q. 직박구리를 사진검색으로 알게되어서
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.생김새와 달리 상당히 호전적인 성격이라 조폭이라는 별명이 붙었다. 마침 화가 나거나 신경이 곤두설 때 머리의 깃이 확 곤두서는 것이, 모히칸 스타일을 연상시키는 까칠한 모습이기도 하다.상술한 대로 자신들끼리도 영역싸움이 잦고, 다른 새를 공격하는 모습이 간혹 포착된다고 한다. 자기보다 큰 새를 보고 겁을 내지도 않을 뿐더러 공격하기까지 하는데, 자기보다 몸집이 1.5배 정도 큰 비둘기는 물론 무리를 지어 비둘기보다 더 큰 까치를 공격하기도 했다는 말이 있다. 게다가 어쩌다 사람이 손으로 잡으면 피가 나도록 손을 부리로 쪼거나, 먹으려던 벌레에게 반격을 당한 어느 직박구리가 화풀이로 주변의 벌레들을 죄다 토막내서 뿌리기도 했다는 것을 보면 정말 성격이 더럽다고 할 정도로 호전적이다.평소에도 사람을 잘 두려워하지 않는지 사람 사는 아파트 단지 주변의 나무에 앉아있는 모습이 자주 보인다. 조류는 보통은 아무리 자기가 강해도 인간 주변에는 잘 살지 않는데, 아파트 단지의 나무에 무리지어 앉아 우짖거나 다른 새들과 싸우는 것을 보면 여간 깡이 아닌 듯하다.
Q. 현재 천문학에서는 우주의 물리적인 넓이가 무한하다고 보는지 유한하다고 보는지 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.인류가 관측 가능한 우주(Observable Universe)'의 크기는 지구를 중심으로 반경 465억 광년(약 4.399×1026 m)이므로 총 930억 광년[6] 규모이다. 여기서 관측 가능(observable)이라는 말은 어디까지나 특정한 물체가 내는 각종 파장 등의 신호가 '원리상' 현재 지구에 닿을 수 있다는 뜻이다[7]. 따라서 관측 가능한 우주의 범위는 관측지인 지구를 중심으로 구 모양을 이루게 된다.[8] 우리가 현재 관측 가능한 우주의 경계면에 사는 외계인의 입장에서도 역시 똑같은 크기로 관측 가능한 우주가 펼쳐져 있을 뿐이다. 관측 가능한 우주 경계면에 해당하는 부분은 빅뱅 직후의 우주의 모습으로 보이고 있기에 현재 그곳에 외계인이 존재하더라도 우리는 그 외계인이 존재하게 될 은하의 138억 년 전 모습만을 볼 수 있으며 마찬가지로 그들도 우리 은하 방향을 보면 우리 은하가 존재하는 구역의 빅뱅 직후 모습만을 보게 될 것이다.관측 불가능한 우주의 범위까지 합친 '전체 우주의 크기'에 대해서는 추정할 수도 없다. 우주의 크기가 유한한지, 무한한지조차 알 길이 없으며 지금 확실히 말할 수 있는 것은 전체 우주가 무한하거나[9], 유한하지만[10] 관측 한계 내에서는 그 형태를 추정할 수 없을 정도로 엄청나게 크다는 것이다.현 시점에서 우리가 관측할 수 있는 가장 멀리서부터 온 빛[11]은 138억 년 전에 출발한 빛이다. 물론 그 빛이 우리에게 오기까지 걸린 138억 년 동안에도 공간은 계속해서 팽창하는 중이었으므로, 그 빛이 출발한 지점과 지구 사이의 현재 거리는 138억 광년보다 훨씬 큰 465억 광년으로 계산된다. 따라서 "관측 가능한 우주"의 반경 역시 138억 광년으로 표기하기도 하고 465억 광년으로 표기하기도 하는데, 여기서 138억 광년으로 표기하는 방식을 빛이 실제로 여행한 거리라 하여 '광행 거리(light travel distance)'라 하고, 465억 광년으로 표기하는 방식을 '동행 거리[12](comoving distance)'라 한다. 우주배경복사에 나타나는 광자 분리 시기의 빛은 WMAP과 플랑크 위성 등의 관측 자료를 종합하였을 때 적색편이 값이 약 z=1091.64로 측정되었다. 우주배경복사는 빅뱅 이후 약 38만 년이 지나서 광자가 분리되며 시작되었으며 우주배경복사 빛의 위치가 465억 광년의 위치에 있을 때, 빛 방출 시점 우주의 크기는 약 4,200만 광년으로 추산된다.
Q. 바람세기 측정은 어떻게 측정 하는건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.바람의 빠르기는 '풍속'이라고 해요. 대기가 일정한 시 간(1초) 동안 흘러간 거리를 말하며, m/s로 표시하지 요.순간적인 바람의 빠르기는 '순간 풍속'이라고 하고, 일 정 시간 동안 바람의 빠르기를 평균 낸 것은 '평균 풍 속'이라고 해요.일기도에서 보면 기압이 같은 지점을 이은 선인 등압 선이 촘촘하고 빽빽할수록 풍속이 강하고, 넓을수록 공기의 흐름이 급하지 않아 풍속이 약하답니다.풍속은 하루 중 아침 7시쯤부터 점차 강해져 오후 2시쯤에 가장 강했다가 점차 약해져요.이것은 땅 표면이 태양열로 더워지면서 열이 전달되는 대류 현상이 일어나기 때문이지요.땅에서 부는 바람은 보통 10m 높이의 탑에 설치된 풍향계와 풍속계로 풍향과 풍속을 측정해요.풍향계와 풍속계의 종류에는 에어로베인 풍향 풍속계와 로빈슨 풍속계, 삼배 풍속계가 있어요.
Q. 우리 눈이 색깔을 구별하는 생리학적 구조와 작용원리는 뭔가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.색은 사물의 형태와 함께 우리 눈이 받아들이는 기본요소다. 눈에 들어온 빛이 망막에 맺히면 시각세포가 빛을 감지, 신경신호로 바꿔 시각중추로 전달하면 우리 눈은 색을 인식하게 된다.시각세포에는 밝은 빛을 감지해 색감을 구별하는 원추세포(원뿔세포)와 어두운 빛에 반응해 명암을 구분하는 간상세포(막대세포)가 있다. 따라서 색의 인식은 원추세포의 기능에 의해 좌우된다.원추세포는 적색원추세포(red cone), 녹색원추세포(green cone), 청색원추세포(blue cone)의 세 가지 종류가 있어 빛의 자극을 받으면 색깔에 대응해 민감하게 반응한다. 이 원추세포들이 받는 자극에 따라 색을 배합하고 배합비율에 따라 달라지는 모든 색을 인식하는 것이다. 삼원색을 적절히 배합하면 다른 색을 만들 수 있는데 우리 눈은 색상과 명도(색의 밝고 어두운 정도), 채도(색의 선명한 정도)에 따라 무수히 많은 색을 구별할 수 있다. 하지만 색각에 이상이 있거나 노화로 시각기능이 약해지면 색상구분이 어려워진다. 특히 색약이라 불리는 색각이상은 특정한 색을 잘 구분하지 못한다. 녹색, 청색, 적색 3색을 모두 구별하지 못해 사물이 회색으로 보이는 색맹은 극히 드물다.빛은 물체에서 반사되거나 투과되는 성질이 있는데 우리가 물체의 고유색깔을 느끼는 것은 가시광선의 특정한 색을 물체가 반사하면 눈이 그 반사광을 고유색상으로 인식하기 때문이다. 가시광선이란 사람의 눈으로 감지할 수 있는 빛의 영역을 말한다. 예를 들어 초록색피망의 경우 초록색은 반사하고 다른 색은 흡수하기 때문에 우리 눈에는 초록색으로 보이는 것이다.하지만 가시광선의 범위를 벗어나면 우리 눈으로는 볼 수 없다. 자외선과 적외선, 엑스선(X-선)이나 전파를 볼 수 없는 것은 이 때문이다.