안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 곱슬머리와 직모에 차이는 무엇인가요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.특히 태어났을 때부터 곱슬머리, 직모의 차이가드러나다 보니 나는 왜 곱슬일까?라는 생각을하는 분들이 많아요. 또한 반곱슬의 유형이한국인의 70% 차지한다고 하니, 이쯤 되면곱슬이 되는 이유가 정말 궁금해질 텐데요!곱슬의 경우 우성 유전자일 경우 생기게 된답니다.직모는 반대로 열성 유전자로 볼 수 잇는데요.곱슬머리는 열악한 환경 속에서도 버틸 수있게 하기 위해서 우성 유전자로 보이고,유전되기 쉬운 성질을 가지고 있어요!특히 우리나라의 비율을 조금 더 정확하게보자면 직모 : 29.6%, 곱을 모 : 13.8%,반곱슬 모호 : 56.6%로 나누어집니다!이러한 이유 외에도 사춘기 성호르몬의변화로 바뀌는 경우도 있는데요.태어났을 때부터 직모였던 분들이 이렇게사춘기를 겪게 되고 나면 성호르몬의 변화 등으로인해서 곱슬머리로 바뀌는 경우가 종종 있어서 놀라시는 분들도 있습니다.이러한 곱을 모와 직모의 차이점은 모낭과모양의 차이부터 시작됩니다. 모발의 모모의세포와 모낭세포의 케라틴 단백질의 합성차이에 있어서 형태의 차이가 달라지는데요!이 부분은 유전자에 의해서 좌우되는데, 하나의모낭 안에 있는 모모세포와 모낭세포의세포분열 속도의 차이에 의해서 모발과모낭의 웨이브 상태가 결정되기 때문이에요.
Q. 지구가 살짝 타원형인 이유가 있을까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.지구가 완전한 구형이 아니고 적도쪽이 긴 타원형인 까닭이 무엇인가요? 고등학교 시절엔 지구자전에 의한 원심력때문이라고 배웠었고 (즉, 적도쪽으로 갈 수록 원심력이 커지기 때문이라는 둥..) 그냥 그러려니 했는데 최근 물리에 대해 관심이 있어서 이런 저런 책을 읽어보다가 원심력은 실제 존재하지 않는 힘, 즉 관성력이라는 것을 알았습니다. 즉, 다들 아시겠지만 원심력이라는 것은 비관성계에서 물체의 운동상태를 기술하기 위해서 도입한 관성력, 즉 거짓힘입니다. 거짓힘이라는 것은 힘의 원천, 즉 힘을 주고 받는 물체를 찾을래야 찾을 수가 없고 따라서 반작용도 존재하지 않는 것에서 확실히 알 수 있죠.
Q. 별이 자전을 하는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.우리가 사는 지구는 매일 한 바퀴씩 서쪽에서 동쪽으로 자전을 한다. 그 속도는 시속 약 1300km에 달한다.이로 인해 지구상에서는 매일 태양이 뜨고 지는 것을 보게 된다. 지구가 생겨난 이후 한 번도 거르지 않고 일어나고 있는 우주적 현상이다.태양, 달, 별들도 운동을 하고 있지만 지구처럼 빠른 속도로 자전하지는 않는다. 이와 관련, 과학자들은 46억 년 전 지구가 처음 생겨난 때를 이야기하고 있다.27일 ‘라이브 사이언스’에 따르면 LA 캘리포니아 대학의 천체물리학자 스마다르 나오즈(Smadar Naoz) 교수는 초기 지구가 가스(gas)와 먼지(dust)가 서로 엉겨 붙어 형성된 직경 1km 정도의 미행성(planetesimal)이었다고 설명했다.서쪽에서 동쪽으로 도는 이유는 공전 때문이 미행성의 중력은 매우 강해 다른 물질들을 흡수하고 원시행성(protoplanets)으로 커졌다. 성장한 원시행성의 중력은 훨씬 더 강력해져 주변에 있는 또 다른 물질, 우주 바위들(space rocks)을 계속 흡수했다.나오즈 교수는 “우주 바위들이 지구와 흡수되는 과정에서 지구와 충돌하게 됐다”며 “이로 인해 많은 힘이 가해지고, 그 힘에 의해 가속도가 붙어 지금처럼 빠른 속도로 자전을 하게 됐다”고 설명했다.우주 바위들이 힘을 가할 수 있었던 것은 공전 때문이다. 지구 생성 당시 지금의 29.76km/sec 공전속도보다 훨씬 더 빠른 속도로 태양계 모든 물질들이 서쪽에서 동쪽으로 공전을 하고 있었다.그 과정에서 바위들이 지구에 충돌하거나 흡수되면서 강력한 힘으로 자전속도를 높여놓았다는 것이 나오즈 교수의 분석이다. 공전 방향대로 서쪽에서 동쪽으로 힘이 가해진 것은 당연한 결과다.설득력 있는 나오즈 교수의 가설이지만 또 다른 의문이 제기된다. 태양계가 왜 서쪽에서 동쪽으로 공전을 하게 됐냐는 것.이에 대해 가장 널리 받아들여진 설이 18세기부터 이어져 온 ‘칸트-라플라스의 성운설(Kant-Laplace nebular hypothesis)’이다.이 이론에 따르면 태양계가 형성된 것은 46억 년 전이다. 먼지(dust)와 가스(gas)로 구성된 거대한 분자 구름의 일부분이 중력 붕괴를 일으키면서 질량 대부분이 중앙부에 집중돼 태양이라는 별이 탄생했다.이 과정에서 주변에 흩어져 있던 물질들이 태양 중력에 의해 서쪽에서 동쪽으로 움직이기 시작했다. 이는 물질들이 자체적으로 응집하게 만들었다. 스케이트를 타고 링크를 돌면서 팔과 어깨를 강하게 움츠리는 것과 유사한 현상이다.이렇게 빠른 속도로 태양을 공전하는 과정을 통해 태양계를 돌고 있던 가스‧먼지 구름이 행성, 위성, 소행성 및 다른 태양계 천체들로 진화했다. 그리고 수 억 년의 세월이 지나 지금의 얇은 원반 모양의 행성계로 진화했다는 설명이다.“지구뿐만 아니라 우주 전체가 돌고 있다”태양계 형성 당시 공전 속도를 늦출 수 있는 물질이 많지 않았다. 회전 모멘트가 되는 각운동량(angular momentum)을 제어할 수 없었던 만큼, 한쪽 방향으로 돌기 시작한 공전은 이후에도 계속 그 힘과 속도를 유지해나갔다.그러나 시간이 지나면서 각각의 행성, 위성, 소행성들은 각각의 자체적인 움직임을 보이기 시작했다. 수성의 경우 태양을 서쪽에서 동쪽으로 돌고 있으면서 스스로는 지구처럼 서쪽에서 동쪽으로 자전을 하게 된다.지구의 자전축은 공전축에 대해 약 23.5° 기울어져 있는데, 천왕성은 약 97.77°나 기울어져 있다. 때문에 팽이처럼 돌아가는 다른 행성들과 달리 천왕성은 자전축과 공전면에 거의 붙어 있어 공이 구르듯 자전한다.금성의 자전 방향은 지구 등 다른 행성들과 달리 완전 반대 방향이다. 북극에서 바라볼 때 시계방향으로 자전을 하고 있다. 때문에 금성에서는 해가 서쪽에서 떠서 동쪽으로 진다. 자전속도도 매우 느려 금성의 하루는 지구 시간으로 무려 243일이나 된다.과학자들은 금성이 지구와 반대 방향으로 자전을 하고 있는데 대해 태양과 중력 상호작용(gravitational interactions)을 강하게 주고받는 것으로 보고 있다. 그러나 자전 속도가 극도로 느린데 대해서는 또 다른 원인이 있을 것으로 추정하고 있다.천왕성이 굴러가듯이 자전을 하고 있는데 대해서는 거대한 충돌이 두 번에 걸쳐 일어났을 것으로 추정하고 있다. 연이은 충돌로 인해 자전축이 극도로 기울어졌으며, 이후 정상적인 상태를 회복하지 못하고 있는 것으로 보고 있다.행성마다 다른 이런 다양한 자전 모습에도 불구하고 공통적인 것은 모든 행성이 돌고 있다는 것이다. 나오즈 교수는 “이런 공전과 자전은 지구는 물론 우주 안에 있는 모든 물질들의 공통적인 모습”이라고 말했다.지구보다 훨씬 작은 소행성들도 돌고 있으며, 거대한 별들도 모두 돌고 있는 중이다. 은하계도 돌고 있다. 이에 따라 은하계 안에 있는 태양계가 한 바퀴 회전을 하기 위해서는 약 2억3000만년이라는 세월이 걸린다.가장 빨리 돌고 있는 천체는 눈에 보이지는 않지만 주기적으로 빠른 전파나 방사선을 방출하고 있는 펄서(pulsars)라는 천체다. 거대한 별들의 잔해인 펄서는 초당 수백 번의 속도로 돌고 있는 중이다.과학자들은 초신성폭발로 잔해가 흩어져서도 거성일 때 운동량을 보존하기 위해 그처럼 빠른 속도로 회전을 하고 있다고 보고 있다. 블랙홀 역시 매우 빠르게 돌고 있는 중이다. 지난 2006년 관측에서 ‘GRS 1915+105’ 블랙홀은 초당 920~1150번 회전하고 있는 것으로 나타났다.그러나 시간이 지나면서 그 속도가 느려지고 있다. 나오즈 교수는 “태양이 생성할 당시 자전속도는 지구 시간으로 4일에 불과했다”며 “그러나 오늘날 자전 속도가 25일로 늘어났다. 이는 자기장이 태양풍과 상호 교차하면서 자전 속도를 늦추고 있기 때문”이라고 말했다.지구 역시 도는 속도가 줄어들고 있다. 달로부터의 중력 등으로 인해 자전 속도가 줄어들고 있는 중이다. 지난 2016년 영국 왕립학술원 회보에 따르면 지난 2740년이 지나는 동안 100년마다 0.00178초 줄어든 것으로 분석되고 있다.
Q. 물체가 빛의 속도로 이동한다면?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.예를 들어, 시속 100km로 달리는 열차의 승객이 바로 옆에서 시속 200km로 추월하는 열차를 바라본다면 추월하는 열차의 속도는 시속 100km로 보일 것이다. 하지만 플랫폼에 서있던 승객이 바라본다면 추월하는 열차의 속도는 시속 200km로 보일 것이다. 시속 199km로 달리는 열차의 승객이 시속200km로 나란히 달리는 열차를 바라본다면 매우 느리게 움직이는 것처럼 보일 것이다.그렇다면 빛의 속도에 아주 가까운 속도로 날아가는 우주비행사에게 태양, 다른 별(항성)로부터 발사되어 우주선과 같은 방향으로 나아가는 빛(태양빛, 별빛)은 매우 느리게 보여야 정상일 것이다. 그렇지 않다.빛의 속도에 가깝게 날아가는 우주비행사에게도 빛(태양빛, 별빛)은 여전히 빛의 속도로 빠르게 지나가 버린다. (사실 이 부분을 잘 모르겠다.. 빛의 속도는 우주에서 유일한 보편 상수이다) 지구에서 빛의 속도 우주선을 바라본다고 가정해보자. 우주선의 시간(시계)은 지구보다 더 천천히 흐르는 것으로 보일 것이다. 또 우주선의 길이도 그 진행 방향으로 짧아진 것으로 보인다. 마찬가지로 우주선에서도 지구를 바라보면, 지구의 모든 물체가 수축하고 시간이 느려지는 것으로 보인다. 결국 지구 기준에서 빛의 속도 우주선의 시간은 매우 느려지므로, 예를 들어 지구에서 100년이 지나더라도 우주선에서는 1년도 지나지 않는 상황이 발생할 수 있는 것이다.우주비행사가 몇 달만에 지구로 돌아오면 이미 지구는 몇 십년이 지나버린 것이다. 이렇게 반문하는 사람도 있을 것이다.우주선에서 지구를 바라보면 시간이 매우 느려진다고 했잖아? 그럼 우주선의 시간이 빨리 가고 지구의 시간이 매우 느리게 가서, 우주비행사가 늙어죽고 지구는 계속 현재인 거 아닌가?애초 이 사건은 우주선이 빛의 속도에 가깝게 달리면서 시작되었다. 즉 지구 쪽에는 시간이 느리게 흐를 아무런 원인이 없다. 빛의 속도로 달리는 우주비행사의 입장에서 보았을 때 상대적으로 지구의 시간이 느리게 가는 것처럼 보인다는 것 뿐이지, 실제로 시간이 느리게 흐르는 것은 우주선이다. (시속 200km 열차 승객에게 플랫폼에 있는 사람들이 시속 200km로 멀어지는 것처럼 보이는 이유는,열차가 달리기 때문이지 플랫폼에 있는 사람들이 시속 200km로 뒷걸음질치기 때문이 아니다)그럼 빛의 속도에 가깝게 달리면 왜 시간이 느리게 흐르는 것인가?속도가 거리 나누기 시간이라는 점을 생각해 보자. 속도는 거리/시간이다. (V = d/t) 빛의 속도는 초속 29만 9,792km로 매우 빠르다. 빛의 속도 = 거리/시간빛의 속도는 우주의 유일한 보편 상수로 변하지 않는다. 따라서 빛의 속도는 변하지 않으므로 변하는 것은 거리와 시간이다.
Q. 물티슈는 어떻게 촉촉함이 오래가는 건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.물티슈 생산원리는 단순하다. 티슈에다가 물을 분사시켜서 밀봉하면 완성되기 때문이다. 원가는 티슈 구입에서 제일 많이 들어간다. 티슈 부직포는 레이온과 PE의 결합물이다. 레이온은 식물에서 추출하는 천연섬유로 부드럽고 친환경적이다. 레이온이 좋다고 해서 50% 이상 쓰면 힘이 없어지고원가도 급상승이다. 그래서 함께 쓰는 게 PE다. PE는 석유화학섬유로 나이론 옷감을 연상하면 되는데, 촉감은 레이온이 훨씬 부드럽다. 씨앤씨 제품은 부드러운 엠보싱의 고급원단을 사용한다고 설명했다. 깨끗한 물(정제수)두 번째는 물 분사이다. 끝판왕의 경우,인체 무해한 에틸알콜 함유로 손의 세정과 청결에 느낌이 바로 온다. 글리세린성분으로 피부건조까지 막아준다. 알로에베라잎 추출물 외 12종의 전성분이 정제수와 에탄올에 혼합되어서 원단 티슈 속으로 투사되기 때문이다.자동화된 공장 시스템에서 어떤 물을 쓰느냐가 제품 품질의 관건이다. 최근 C&C에서 물소동이 벌어졌다. 제품 생산에 투사되는 물의 양은 정확하게 측정이 된다. 그런데 수도요금이 그 수치보다 40% 상회하는 것이었다. 수도요금은 고지서 나오는 대로 지출하기 때문에 크게 신경 쓰지 않을 수도 있다. 그러나 원가와 생산성, 누수 같은 것으로 인하여 발생할지도 모르는 세균 같은 것에 극도로 예민할 수밖에 없다. 그래서 누수전문업체를 불러 조사를 거듭한 결과, 원인을 찾아내는 데 성공을 했다.배관 부속품 중 한 곳에서 실구멍이 났고, 수압이 커짐에 따라 그 구멍도 커져 누수가 되고 있음을 알아낸 것이다.이런 노력은 누가 시켜서 하는 일은 아니다. 분업화된 시스템에서 각자 일에만 집중하다 보니 사각지대로 남아 있는 경우가 많다.